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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 82

Скачиваний: 1

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

в процентах объема колеблется от 14,52 до 13,91 [52]. В топли­ вах и маслах растворимость воздуха при нормальных условиях колеблется от 7 до 25%- Растворимость воздуха в топливах за­ висит от химической структуры топлив, поверхностного натяжения, плотности, температуры окружающей среды и парциального дав­ ления растворяющегося воздуха.

Аэрация топлив происходит за счет механического перемеши­ вания при перекачке, транспортировке и заправке, а также при изменении парциального давления и температуры. Образовавшиеся пузырьки частично растворяются и частично всплывают, а опре­ деленное их количество остается в топливе. Скорость всплытия пузырьков зависит от вязкости и плотности жидкости, а также коэффициента диффузии воздуха в углеводородной среде [53]. В присутствии загрязнений и поверхностно-активных веществ она резко снижается [54].

При прохождении аэрированного топлива через фильтрацион­ ный элемент пузырьки воздуха задерживаются на поверхности, за­ бивая поры. В порах при изменении давления и температуры топ­ лива происходит образование пузырьков за счет перехода раство­ ренного воздуха в свободный, что также приводит к забивке пор фильтрационного элемента.

З А Г Р Я З Н Е Н И Я Т О П Л И В Т-1 И TG-1 Н А С К Л А Д С К И Х Ф И Л Ь Т Р А Х

Загрязнения в топливах для реактивных двигателей пред­

ставляют собой сложные физико-химические

системы, состоящие

из зольных элементов, смол, «структурной»

влаги. Кроме того,

в топливах присутствуют свободная вода, микроорганизмы, поверх­ ностно-активные вещества и воздух. Как это все задерживается

фильтрами, имеющими различные по

размеру

поры,

материал

фильтрационный

перегородки

(металл,

хлопок,

шелк

и т. д.) и

установленными

в различных

местах на пути

прохождения топ­

лива от железнодорожной цистерны до бака самолета, представ­ ляет большой интерес. Знание этого вопроса позволяет более ра­ ционально подобрать складские фильтры и правильно их расста­ вить. Для очистки топлив Т-1 и ТС-1 от загрязнений применяются следующие складские фильтры:

•с элементами из металлической сетки, установленные в лини­

ях слива топлива

из железнодорожных цистерн в отстойные ре­

зервуары (сетка 2

мм

в линии всасывания, сетка

65 мкм в линии

нагнетания

насоса);

 

 

•с чехлом

из одного

слоя хлопчатобумажной

фильтродиагона-

ли (фильтр

ФГТ-30 и

ФГТ-60), установленные в линии подачи го­

рючего из базового склада в расходные резервуары централизо­ ванного заправщика (предварительная ступень фильтрации) и в линиях подачи топлива в топливозаправщик (первая ступень фильтрации);

с чехлом (ТФЧ-150-200с и ТФЧ-35-39с) из трех слоев хлопча­ тобумажного фильтросванбоя и одного слоя натурального шелка

27


(фильтры ТФ-2М и ТФ-1), установленные в линиях подачи топ­ лива в топливозаправщик или к заправочным агрегатам централи­

зованного заправщика (первая

ступень фильтрации)

и в топливо­

заправщиках и заправочных агрегатах

централизованного заправ­

щика (вторая ступень фильтрации).

 

 

 

Рассмотрим количественные

и качественные

характеристики

загрязнений, задержанных этими

фильтрами.

 

 

В табл. 13 и 14 приведена

характеристика загрязнений, задер­

жанных сетчатыми фильтрами

после

фильтрации

150 ж3 топлива

ТС-1, сливаемого из железнодорожных

цистерн.

 

 

Фильтр с сеткой 2 мм был покрыт загрязнениями,

состоящими

из волокон и частиц размером

до 80 мкм. Загрязнения имели не­

высокую влажность 5,35% и зольность 58,43%.

Зольную часть за­

грязнений

в основном

составляли продукты коррозии Fe и Zn и

продукты

атмосферной

пыли Si, Ca, Mg и Al.

 

Фильтр

с сеткой 65 мкм был также покрыт

загрязнениями, со­

стоящими

из волокон и частиц размером до 150 мкм. Загрязнения

 

 

 

 

 

 

Т а1

б л и ц а 13

Характеристика

загрязнений

топлива ТС-1,

задержанных

сетчатыми

складскими

 

 

 

фильтрами

 

 

 

 

 

 

 

Сетка

Сетка

Показатель

 

 

с ячейкой

с ячейкой

 

 

 

 

 

2 мм

65 мм

Количество

загряз­

0,009

0,172

нений, г/т . .

.

.

Влажность,

%

.

.

5,35

5,7

Зольность,

 

%

 

 

58,43

83,9

Количество

частиц,

 

 

 

шт/мл *

размером,

 

 

 

мкм:

 

.

.

.

29900

46520

1—3

 

3—5

 

.

.

.

14200

31580

5—10

 

.

.

.

5800

9400

10—15

 

.

.

.

2430

5750

15—20

 

.

.

.

1430

2720

20—30

 

.

.

.

857

1240

30—40

 

.

.

.

214

910

40—50

 

.

.

.

 

72

407

50—60

 

.

.

.

 

43

203

60—70

 

.

.

.

 

20

203

70—80

 

.

.

.

 

10

143

80—100 .

.

.

Отсутст­

103

100—110 .

.

.

вие

103

То же

110—130 .

.

.

»

51

130—140 . . .

 

 

25

140—150 .

.

.

»

8

* Загрязнения

смывались с

фильтров

7 л топлива ТС-1.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 14

Элементарный состав абсолютно сухих загрязнений топлива ТС-І, задержанных сетчатыми складскими фильтрами

Элемент

Ячейка

Ячейка

2 мм

65 мкм

 

с

20,52

8,0

н

5,29

1,93

s

0,29

0,07

N

20,62

0,34

О

29,31

27,8

Fe

29,2

50,02

Si

5,65

6,05

Ca

3,2

0,1

Mg

0,7

1,02

Pb

0,62

0,4

Na

0,98

0,59

Zn

1,72

0,4

AI

0,58

0,61

Sn

0,06

0,47

Cu

0,33

0,58

П р и м е ч а н и е . Ва, Bi, V, Mo, Со, Ni, Р, Ag, Cd и Sb —от­ сутствуют; Be, Ti, Cr и Мп — со­ держатся в небольшом количе­ стве.

28


 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

15

 

Характеристика загрязнений топлива Т-1,

 

 

 

задержанных

тканевыми

складскими

фильтрами

 

 

 

 

 

Предварительная

 

Первая

Вторая ступень

 

 

 

 

ступень

Показатель

 

ступень фильтрации

фильтрации

 

 

фильтрации

 

 

 

 

(ФГТ-60)

 

 

(ТФ-1)

 

 

 

 

 

 

(ТФ-2М)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество

загрязнений, г/т

0,57—4,5

 

 

0,46—0,57

0,38—0,55

 

Влажность,

%

 

11,8—39,4

 

 

32,2—39,08

31,2—40,55

 

 

 

34,9—39,06

10,81—65,1

8,9—24,3

Элементы,

% :

 

4,3—17,8

 

 

0,75-6,8

0,7—1,34

Fe

 

 

 

 

Si

 

 

1,6—5,8

 

 

2,1—13,3

0,41—2,32

Ca

 

 

1,33—4,8

 

 

0,94—3,3

0,68—1,56

 

Mg

 

 

0,43—7,1

 

 

0,9—4,6

0,8—1,9

 

Pb

 

 

Отсутствие

 

 

0,34—0,38

0,005—0,18

Na

 

 

4,1—6,62

 

 

1,23-6,6

0,63—2,6

 

Zn

 

 

Отсутствие 1,61

0,8—0,9

0,28—0,49

 

AI

 

 

0,4—1,41

 

 

0,11—2,46

0,053-0,51

 

Sn

 

 

Отсутствие 0,11

0,12—0,25

0,006—0,064

Cu

 

 

0,002—0,89

 

 

2,1—2,83

0,3—0,76

П р и м е ч а н и е .

Ва, Ti, Cr, Мп и Ni — в

небольших количествах. Be, Ві,

V, Mo, Ca, P, Ag, Cd, Sb— отсутствуют.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Та1 б л и ц а

16

 

Характеристика загрязнений топлива ТС-1,

 

 

 

задержанных

тканевыми

складскими

фильтрами

 

 

 

 

 

Первая

Переан

ступень

Вторая ступень

 

 

 

 

ступень

 

Показатель

 

фильтрации

 

фильтрации

фильтрации

 

 

 

 

(ФГТ-ЗО)

 

 

(ТФ-2М)

(ТФ -2М)

 

Количество загрязнений, г/т

0,44

 

0,98—1,12

0,344—0,675

 

Влажность,

% . . . .

6,7

 

3,89—50,3

7,42—32,3

 

Зольность,

%

 

30,2

14,65—24,91

9,71—50,40

 

Элементы, %:

 

8,0

 

2,36—3,96

1,52—7,02

 

Fe

 

 

 

 

Si

 

 

2,53

 

0,32—0,52

0,87—2,68

 

Ca

 

 

1.1

 

0,27—0,61

0,16—0,66

 

Mg

 

 

0,051

Отсутствие 0,52 Отсутствие 0,54

Pb

 

 

0,28

0,097—0,25

0,014—0,62

 

Na

 

 

3,95

 

1,22—1,56

1,032—6,5

 

Zn

 

 

1,59

 

0,16—0,75

0,29—13,75

 

' Ai

 

 

0,58

 

0,07—0,086

0,061—0,44

 

Sn

 

 

Отсутствие

Отсутствие 0,017 Отсутствие 0,091

Cu

 

 

0,25

 

0,14—0,27

0,024—0,5

 

П р и м е ч а н и е .

Ва, Ti, Cr, Mn — в небольших количествах; Be, Bi, V,

Mo, Со, Ni, P, Al, Cd, Sb — отсутствуют.

29



имели также невысокую влажность 5,7%, но зольность загрязне­ ний уже составляла 83,9% вследствие меньшего количества во­ локон. В зольной части загрязнений продукты коррозии Fe со­ ставляли 50,02%, а продукты атмосферной пыли (соединения Si, Ca, Mg и Al) 7,78%. Невысокая влажность загрязнений объяс­ няется тем, что основное количество частиц по весу составляют крупные размером более 30 мкм. Высокое содержание кислорода свидетельствует, что элементы зольной части находятся в виде окислов.

В табл.

15 и 16 приведена

характеристика

загрязнений

топ­

лив Т-1 и ТС-1, задержанных

тканевыми

складскими фильтрами.

Тканевые складские фильтры

задерживают значительно

больше

загрязнений,

чем сетчатые: на

предварительной

ступени фильтра­

ции топлива

Т-1 до 4,5 г/т, на первой

— до 0,57 г/т и на

вто­

рой — до 0,675 г/т. Загрязнения

имеют высокую,

до 30—50%

на

первой ступени и до 32—40% на второй

ступени,

влажность. Это

объясняется

тем, что загрязнения в значительной

степени

обога­

щены влагой, а кроме того, хлопчатобумажные

фильтродиагональ

и фильтросванбой являются гигроскопичными и прочно удерживают на себе влагу. Зольность загрязнений топлива Т-1 достигает 65,1%, а ТС-1 — 50,40%- Большая зольность и несколько меньшая влаж­ ность загрязнений, задержанных в топливе Т-1, объясняются кли­ матическими условиями южной зоны. Меньшая зольность загряз­

нений на тканевых фильтрах объясняется

высокими

адсорбцион­

ными свойствами хлопка и загрязнениями

смолистого

характера.

Основными компонентами зольной части

загрязнений топлив Т-1

и ТС-1 являются продукты атмосферной

пыли Si, Ca, Mg и AI.

Значительное количество Na в загрязнениях на фильтрах сви­ детельствует о наличии мыл нафтеновых кислот.

В загрязнениях топлива ТС-1 в большом количестве содер­ жатся соединения Zn. Это результат разрушения оцинкованных поверхностей сернистыми соединениями. Большой интерес пред­ ставляет рассмотрение эффективности работы тканевых складских фильтров послойно. Это позволяет сделать заключение об эффек­ тивности каждого слоя и о целесообразности применения много­ слойных фильтров. В табл. 17—20 приведена характеристика за­ грязнений топлив Т-1 и ТС-1, задержанных тканевыми складскими фильтрами послойно на первой и второй ступенях фильтрации. Как видно из таблиц, первые три слоя из фильтросванбоя задер­ живают примерно одинаковые количества загрязнений. Четвертый слой из натурального шелка, предназначенный для удержания во­ локон, вымываемых из первых трех слоев, задерживает загрязне­ ний в несколько раз меньше с большей зольностью, что не под­ тверждает его назначение. По влажности, зольности и количест­ венному составу зольной части загрязнений первые три слоя так­ же примерно работают одинаково. На основании данных табл. 17— 20 можно утверждать, что первые три слоя тканевых чехлов ТФЧ на первой и второй ступенях фильтрации на складах ГСМ аэро­ портов и аэродромов работают равномерно.

30