Файл: Рыбаков, К. В. Фильтрация авиационных топлив.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 95

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вымываемость волокон харак­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теризует

степень

 

загрязненности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтрационных

материалов

тех­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нологическими

загрязнениями

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

волокнами.

Вымываемость

опре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деляют на насосной лабораторной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

установке,

оборудованной

специ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

альным

 

зажимным

патроном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис.8). •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Образец

испытуемого

фильт­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рационного материала

диаметром

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50 мм устанавливается в верхней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

части

зажимного

патрона

и

за­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

крепляется

между

прокладками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зажимной гайкой 7. В нижней ча­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сти

зажимного

патрона

устанав­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ливается

 

сетка

саржевого

 

пле­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тения

 

685,

 

предназначенная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

улавливания

вымытых

воло­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Верхняя

и

нижняя

части

 

за­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жимного

патрона монтируются в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корпусе

10,

закрываются

 

крыш­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ками

3 и

стягиваются

четырьмя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стяжными

болтами

[63].

 

 

 

 

Рис. 8. Патрон для испытания филь­

 

В расходный бак лаборатор­

ной

установки

 

заливается

 

топ­

трационных материалов на

вымывае­

ливо,

предварительно

пропущен­

мость

волокон:

 

 

 

 

 

 

 

/ — входном

патрубок;

2 — с т я ж н о й

болт;

ное

через

 

фильтр

тонкой

 

очи­

3 — крышка

патрона; 4,

5

и 9 — прокладки;

стки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 — в т у л к а ;

7 — з а ж и м н а я

гайка;

8 — испы­

 

После этого включается

насос

туемый

материал;

10 — корпус

патрона

из

 

ливания

волокон;

12 — выходном

патрубок

и топливо

в

течение 30 мин

про­

органического стекла;

— сетка

для

улав ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

качивается

с заданной

скоростью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

через

зажимный

патрон

7

(см.

рис. 6) с .испытуемым фильтрационным материалом.

При

этом

топливо поступает в верхнюю часть зажимного патрона я

после­

довательно

проходит

через

испытуемый

фильтрационный

мате­

риал 8 и сетку 11. Волокна, вымытые потоком топлива, улавли­ ваются этой сеткой. Скорость фильтрации топлива через фильт­ рационный материал поддерживается постоянной и контролирует­

ся ротаметром 13 (см. рис. 6) в течение

всего цикла

работы

стенда.

мин работы насос останавливается, топливо

 

 

После 30

сливает­

ся из патрона, патрон

разбирается и из него вынимается

втулка 6

с сеткой и гайкой в сборе. Для удаления

остатков

топлива

через

сетку пропускается 50

мл бензина Б-70, предварительно

отфильт­

рованного через биологический фильтр № 4, затем сетку

выни­

мают и высушивают в

сушильном шкафу

при

температуре

105°.

В зажимный

патрон

вновь устанавливается

новая

сетка

и тот

56


же образец фильтрационного материала, после чего проводится второй 30-минутный цикл .испытаний. Через 30 мин работы насос

опять останавливается, патрон разбирается

и из

него вынимает­

ся втулка с сеткой и гайкой в сборе. Затем

сетка

обрабатывается,

как указано выше.

Точно таким же способом проводят еще три 30-минутных цик­ ла испытаний. Общее число испытаний составляет пять циклов.

После 30-минутного подсушивания в сушильном шкафу сетка просматривается под микроскопом МБИ-6 в отраженном свете при увеличении 225х .

Необходимое число полей зрения при подсчете волокон, задер­ жанных на сетке, определяется из табл. 29 по среднему количе­ ству волокон, подсчитанных в нескольких полях зрения.

Количество волокон, вымытых с 1 см2 фильтрационного ма­ териала, вычисляется по формуле

где %— среднеарифметическое количество волокон в одном поле зрения, шт.; 5 — площадь поля зрения, см2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 29

 

Необходимое число полей зрения

для

получения

результата

 

 

 

с заданной ошибкой и доверительной

вероятностью

а = 0 , 9

 

 

Показатель

 

 

 

Численные значения

 

 

 

Среднее

количество

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вымытых

волокон, шт.:

50

30

20

10

5

1

0,5 0,1

0,05 0,02

в 1 поле зрения . .

в I мл при увеличе­

4040

2424

1616

808

404

80,8 40,4 8,08 4,04

1,1616

нии

225*

Необходимое число по­

4

6

8

13

25

50

50 70

70

100

лей

зрения . . .

Ошибка

определения:

 

 

 

10

 

15 20

 

 

 

относительная, %

10

10

10

10

30

40

50

абсолютная, шт/мл .

404

242

162

81

40

12

8

2,4

1,6

0,8

при

увеличении 225х

Среднеарифметическое количество волокон в одном поле зре­ ния лодсчитывается по формуле

л

— 1

X ——•>

п

где Х{ —количество волокон, содержащихся в одном поле зре­ ния; п — число просмотренных полей зрения.

Площадь поля зрения 5 = -^— (где d — диаметр поля зрения).

47


При увеличении в 225 раз d=0,12 см.

 

Относительная ошибка результатов

подсчета волокон

зависит

от количества волокон в поле зрения

и колеблется от

10 до

50%.

 

 

Для оценки ошибок подсчета волокон, проводимых данным ме­ тодом, определяется количество волокон, вымытых из одного об­ разца, в 873 полях зрения на сетке при увеличении в 225 раз.

Анализ'

разброса

результатов подсчета

по

каждому полю пока­

зал, что вариация результатов зависит

от

количества

волокон в

одном поле.

 

 

 

 

 

 

Необходимое число полей зрения определяется

из

зависимо­

сти

 

 

 

 

 

 

 

„ _ Д*отн

 

 

 

 

 

 

 

ь

•,

 

 

 

 

 

 

ОХ I

 

 

 

 

 

 

 

где 8—относительная ошибка в долях

среднего

квадратичного

отклонения;

Ахогѵ

—относительная ошибка, %;

• *t

—среднее

квадратичное

отклонение.

 

 

 

 

Зная

величину

е, можно определить

необходимое

количество

полей зрения. Для этого необходимо задаться доверительной ве­ роятностью (надежностью опыта) и относительной ошибкой из­ мерения.

Для данной методики принята доверительная вероятность, рав­ ная 0,9.

Весовое содержание вымытых и задержанных на сетке воло­ кон определяется в следующем порядке.

После просмотра под микроскопом сетка с волокнами дово­ дится до постоянного веса при 105° в сушильном шкафу. Затем взвешивается на аналитических весах с точностью до 0,0002 г.

Разница в весе между сеткой с задержанными волокнами и чистой сеткой дает вес волокон, вымытых из фильтрационного ма­ териала площадью в 12,56 см2.

Делением веса волокон на указанную площадь определяется весовое содержание волокон, вымытых с 1 см2 фильтрационного материала.

Т К А Н И

Самое широкое применение в качестве фильтрационного ма­

териала

(перегородки) нашли

ткани

из натуральных

и синтети­

ческих

волокон. Ежегодный

расход

этих

тканей

в

Советском

Союзе

составляет

примерно

40

млн. ж2 . Однако

ежегодный

вы­

пуск

специальных

фильтрационных

тканей

обеспечивает

лишь

20%

их потребности. Остальная

потребность

покрывается за

счет

малоэффективных и дорогостоящих тканей: бязь, батист, шифон, натуральный шелк (ТУ 1596—52 МЛП СССР). В настоящее вре­ мя натуральный шелк полностью заменен специальной фильтра­ ционной капроновой тканью (артикул 56059), имеющей более вы­ сокие физико-механические и фильтрационные свойства и меньшую стоимость.

58


Фильтрационные свойства тканей зависят от их строения (структуры). Строение ткани, в свою очередь, зависит от струк­ туры и тонины нитей, а также определяется плотностью ткани по основе и утку, переплетением, толщиной и технологическими пара­ метрами ткачества. Считают, что фильтрационные ткани могут иметь девять видов строения [64, 65], каждый из которых отли­ чается от предыдущего сдвигом нитей в вертикальной плоскости наполовину радиуса нити. В строении ткани существенную роль играют свойства основной и уточной пряжи, определяемые тони­ ной (номером), круткой, .поперечным сечением, характером по­ верхности. Если изменяется номер нити, то изменяется и ее изгиб, а следовательно, изменяются свойства ткани.

Наиболее компактна пряжа

из шерсти и

шелка; наименее —

из хлопка, капрона и стекла. Синтетические

и стеклянные

волок­

на более тладкие и однородные,

при сжатии

они легко и

плотно

сближаются, занимая меньший объем, но они менее сжимаемы, чем натуральные волокна. Шерсть после сжатия легко восстанав­ ливается, имеет высокую мягкость и большую упругость.

На фильтрационные свойства тканей тонина волокон оказы­ вает исключительное влияние. Чем тоньше волокна и нити, тем лучше фильтрационные свойства ткани.

Чем ниже номер пряжи, тем толще ткани. Теоретически тол­ щина тканей изменяется от двух до трех диаметров нити. Уве­ личение толщины тканей приводит к повышению физико-механи­ ческих свойств, улучшению эффективности очистки и повышению гидравлического сопротивления. Ткани из коротких волокон рых­ лые, пушистые и толстые, они хорошо задерживают механиче­ ские примеси, однако в процессе фильтрации из них вымываются волокна, которые, в свою очередь, являются источником загрязне­ ния топлив. На физико-механические и фильтрационные свойства тканей также оказывает влияние и плотность ткани, которая ха­ рактеризует расположение нитей.

Главным параметром ткани, влияющим на фильтрационные свойства, является тип переплетения нитей, т. е. взаимного их расположения. Фильтрационные ткани в основном изготавлива­ ются с полотняным (гарнитурным) и саржевым плетением, реже применяется атласное (сатиновое). Ткань полотняного переплете­ ния имеет квадратное строение пор, у ткани саржевого перепле­ тения поры в виде диагонали под углом 45° и она имеет большую плотность, чем ткань полотняного переплетения. Однако при оди­ наковом количестве нитей ткани саржевого 'плетения уступают по плотности. Связи нитей при атласном переплетении наименьшие по сравнению с полотняными и саржевыми, но благодаря боль­ шой плотности имеют высокую прочность и рыхлость.

Фильтрационные ткани из синтетических волокон отличаются меньшей толщиной, весом и большее прочностью.

В табл. 30 показаны физико-механические свойства основных фильтрационных тканей из натуральных и синтетических во­ локон.

59


 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 30

 

 

Физико-механические свойства фильтрационных

тканей

 

 

 

 

 

 

 

Номер

пряжн

Число нитей на

Прочность на

 

 

 

 

100 мм

 

разрыв

полоски

Удлинение при

 

 

 

Вес

 

 

Артикул

Ткань

Переплетение

 

 

 

размерами

разрыве, %

1 M', s

 

 

 

50X100 мм, кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основа

Уток

Основа

Уток

Основа

Уток

Основа J Уток

 

 

 

 

 

 

 

849

851, 852, 853,

856 2013, 2014, 2015

2029, 2030, 2031, 2098, 2099 2141, 2142,

2143

2070—2073

2074^2076

2092—2094 2079, 2080

23356/1

23356/2

21452

22189

'22208

22338

21689

22123

23355/1

23355/2

23357

21710/3

22152/1

22152/2

22265

22368/1

22368/2

22391/1

22391/2

22212

23030

 

 

 

 

Х л о п ч а т о б у м а ж н ы е

 

 

 

 

 

 

 

Холст фильтро­

Полотняное

250

34/2

34/2

207

160

80

60

вальный

 

 

 

 

356

40

14

210

390

34

146

14

 

То же

 

Уточно-насти-

12

Бельтинг «Ф»

лочное двуличное

820

12/Ь

12/5

100

48

285

170

42

10

•Полотняное

фильтровальный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бельтинг

фильт­

 

 

 

950

12/6

12/6

98

58

285

170

42

10

ровальный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бельтинг

фильт­

 

»

 

12/11

12/14

84

49

.—

ровальный

 

 

 

 

590

20/3

 

 

 

 

 

 

 

Фильтродиаго-

Саржа 2/2

20/3

220

110

200

100

34

10

наль

 

 

 

 

500

20/3

20/3

178

ПО

135

 

 

 

Фильтромиткаль

Полотняное

100

37

10

Фильтросванбой

Четырехремиз-

445

40/2

12

178

п о

135

100

40

10

 

 

ный

двухслойный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по

утку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С и н т е т и ч е с к и е

 

 

 

 

 

 

 

Капроновая

Саржа 2/1 двух-

121,0

300/3

300/3

32

27

129,3

106,6

45

 

»

 

уточная саржа 2/1

122

300/3

300/3

32

56

132

115

44

 

 

 

 

Полотняное

150

200/2

200/2

720

520

160

95

 

 

 

 

452

 

 

 

 

 

338

34

34/3

210

160

556

 

 

 

 

 

103

300

300/5

320

260

113

94

 

 

 

 

 

432

34/4

34/4

220

11

774

435

 

 

Саржа

1/2

164

34

34

260

240

243

246

-

Анидовая

 

Полотняное

414

34/3

34/4

250

140

423

361

 

 

Полипропиле­

Двухуточная

244

1004/1

34

310

320

242

178

57

23

новая

 

саржа 2/1

 

266

1004/1

1004/1

310

300

238

239

51

32

Полипропиле­

Двухуточная

 

 

 

новая

 

саржа 2/1

 

222

100/3

100/3

310

350

183

240

55

36

Полипропиле­

• Двухуточная

 

 

 

новая

 

саржа 2/1

 

320

40

40/2

220

120

362

112

 

 

Лавсановая

Полотняное

21

13

238

69

Фторлоновая

 

 

 

165

60

60

360

280

 

 

 

204

60

60/2

350

240

215

138

20

20

»

 

 

 

 

 

 

 

 

16

13

>

 

 

 

 

204

60

60/2

330

240

225

138

 

 

 

 

 

225

60

60/2

390

270

290

174

21

19

 

 

 

 

 

203

60

60

400

400

298

110

20

16

 

 

 

»

 

227

60

60/2

400

280

240

138

19

18

 

 

 

 

205

60

60/2

390

240

218

89

18

12

 

 

 

Саржа

1/2

21

15

Фторлоновая +

 

188

60 + 60/2

60+60

320

220

115

73

 

Саржа

1/2

ацетохлориновая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саржа

1/2

214

60 + 60

60+60

350

240

152

99

19

21

Фторлоновая +

 

ацетохлориновая

С т е к л я н н ы е

ТСФ (б)

Стеклянная

Саржа 2/2

395

9,6

9,6

200

140

212

170

 

 

 

 

ТСФ (Щ)-6П

 

Полотняное

300

9,2

9,2

160

186

186

150

ТСФ (70) -9П

 

 

616

4,5

4,5

165

90

202

194