Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Рыбаков, К. В. Фильтрация авиационных топлив

.pdf
Скачиваний:
49
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.4 Mб
Скачать

Из таблицы следует, что более вязкое топливо содержит и боль­ шее количество загрязнений за счет худшего их предварительного отстаивания. На эффективность удаления загрязнений так же, как и на удаление воды, оказывает влияние перепад давления, а сле­ довательно, и скорость фильтрации.

Поэтому

естественно, что в топливе ТС-1 содержание

загряз­

нений после

фильтра-сепаратора CT 500-2 меньше, чем в

топли­

ве Л. Размер же удаленных из топлива частиц загрязнений

можно

считать практически одинаковым — 20—40 мкм.

 

Эффективность очистки топлива от воды и загрязнений

фильт­

ром-сепаратором CT 500-2 зависит и от исходной обводненности и загрязненности фильтруемого топлива. Так, при температуре 6°С исходную обводненность топлива ТС-1 0,019; 0,012; 0,0076 и 0,0059% фильтр-сепаратор CT 500-2 соответственно снижает до 0,0064; 0,0056; 0,0050 и 0,0039%, а исходную загрязненность 0,00042; 0,00035; 0,00025 и 0,00015% фильтр-сепаратор CT 500-2 соответственно снижает до 0,00023; 0,00019; 0,00015 и 0,00009%.

Из приведенных данных следует, что при высоких значениях обводненности и загрязненности топлив целесообразно повторно пропускать топливо через фильтр-сепаратор. Коэффициент водоотделения по мере снижения начальной обводненности уменьшается до 0,33, а коэффициент очистки по мере снижения начальной за­ грязненности— до 0,12.

Эксплуатационные испытания фильтров-сепараторов CT 500-2 проводились в аэропорту Шереметьево. На складе ГСМ аэропорта

были установлены

параллельно

четыре фильтра-сепаратора

CT 500-2, а за ними

параллельно

четыре фильтра ТФ-2М, через

которые производился залив топливом ТС-1 топливозаправщиков. Испытания проводились в зимний, летний и осенний периоды.

Ежедневно фиксировались температура топлива и воздуха, пере­ пад давления и количество очищенного топлива. Примерно через день отбирались пробы до и после блока фильтров-сепараторов, в которых определялось содержание воды (ГОСТ 8287—57), загряз­ нений (ГОСТ 10577—63) и гранулометрический состав загрязне­ ний под микроскопом.

Впроцессе испытаний через блок фильтров-сепараторов прока­ чивалось топливо ТС-1 с жидкостью «И» и без нее при производи­ тельности 2500 л/мин.

Взимний период испытаний температура топлива ^т колеба­ лась от + 1 ° до —5°, а температура воздуха tB — от 0 до —25°; в

летний

tT = + 1 7

+23°, a tB +11 -f- +30°;

в осенний / т =

= + 4 Ч- +17°, a t а

= 0 - т - +20°.

 

На рис. 42 и 43 показаны результаты оценки

эксплуатационных

качеств

фильтров-сепараторов CT 500-2 в аэропорту Шереметьево.

В зимний период испытаний суммарное содержание воды в топ­ ливе незначительно превышало содержание растворенной воды, и поэтому в пробах после фильтров-сепараторов воды было всего на 0,0002—0,0008% меньше, чем в пробах до фильтров-сепарато­ ров. В этот период только.трижды наблюдалось повышение обще-

142

а)

1

1,5.

 

1

 

i

À

 

 

ЩкЩ

 

 

 

 

 

 

1,3

 

1

 

 

 

 

1,2-

 

(•t1

 

 

 

 

 

 

L . V / v i

 

 

 

 

 

I,'

 

 

 

 

 

 

<,о-t'c

 

 

 

 

У

 

ОД- *2-

 

 

 

\

 

0,8-

*1-

 

 

 

 

0,7

0-

 

 

 

 

 

0,6-

--12

- от

 

 

 

 

 

в*

/

4

 

 

 

t-

- J

-

 

 

 

 

 

0,2-

-s-

 

 

 

 

 

 

01-

 

 

 

 

 

 

0

-s.- 0,00'

 

 

 

25100

ЩМ1

 

 

 

 

 

 

6)

5000 10000 15000 20000 25000

Рис. 42. Эффективность очистки топлива ТС-1 от воды блоком фильтровсепараторов CT 500-2:

а — зимний период; б —летний период;

/ - с о д е р ж а н и е йоды д о C T 500-2; 2 - с о д е р ж а н и е воды после C T 500-2; 3 - перепад дав ­ ления; 4 — температура топлива

2Ж ЗООООДЦц}

sooo точа то 20001 а » жав дада

Рис. 43. Эффективность очистки топлива ТС-1 от загрязнений блоком фильтровсепараторов CT 500-2:

а — зимний период; б — летний период;

/ — с о д е р ж а н и е загрязнений д о C T 500-2; 2 с о д е р ж а н и е загрязнений после C T 500-2

го содержания воды до 0,0069; 0,0052 и 0,0043%, причем содержа­ ние свободной воды приближалось к 0,003%, т. е. недопустимой норме. В этих случаях фильтры-сепараторы снижали суммарное содержание воды до 0,0048; 0,0037 и 0,003%.

Содержание загрязнений в топливе ТС-1 в зимний период колебалось от 0,5 до 4,3 г/г, а после фильтров-сепараторов их ко­ личество не превышало 0,5—2,8 г/т, при этом снижалось общее ко­ личество частиц загрязнений размером от 1 до 25 мкм, полностью отсутствовали частицы размером более 35 мкм.

144

За зимний период испытаний через каждый фильтр-сепаратор CT 500-2 было прокачано по 7698 м3 топлива ТС-1, при этом пере­

пад давления возрос с 0,2 до 1,3

кГ/см2.

В летний период испытаний суммарное содержание воды в топ­

ливе было примерно на 0,002%

выше, чем в зимний период, за счет

большого содержания растворенной воды. За весь период 1 раз наблюдалось увеличение суммарного содержания воды до 0,0088%» при котором содержание свободной воды приближалось к 0,003%. Фильтры-сепараторы при этом снизили суммарное содержание во-1 ды до 0,0068%, т. е. на 0,002%- Во всех случаях фильтры-сепара-- торы снижали суммарное содержание воды на 0,0001—0,001%.

Содержание загрязнений в топливе ТС-1 в летний период испы­

таний колебалось от 1 до 5,5 г/т, а

после фильтров-сепараторов

не превышало 0,5—3,2 г/т, при этом

снижалось общее количество

частиц загрязнений размером от 1 до 25 мкм, полностью отсутст­ вовали частицы размером более 30 мкм.

За летний период испытаний через каждый фильтр-сепаратор было прокачано по 13 530 м3 топлива ТС-1, при этом перепад дав­ ления возрос с 0,3 до 1,0 кГ/см2. Значительно больший ресурс ра­ боты фильтра-сепаратора объясняется меньшим содержанием сво­ бодной воды в топливе ТС-1 в летний период испытаний.

Восенний период испытаний содержание свободной воды в топ­ ливе ТС-1 было незначительным и лишь в конце испытаний резко увеличилось и приблизилось к 0,003%. Однако после фильтров-се­ параторов суммарное содержание воды в топливе не превышало 0,0045—0,0050%, т. е. было близко к содержанию растворенной воды. Количество загрязнений в топливе за этот период состав­ ляло 1 —1,5 г/т, а после фильтров-сепараторов — 0,5—2,5 г/т, резко уменьшилось количество частиц размером 1—25 мкм и полностью отсутствовали частицы размером более 30 мкм.

Восенний период через каждый фильтр-сепаратор CT 500-2 было прокачано по 10 000 м3 топлива ТС-1, при этом перепад дав­

ления возрос с 0,2 до 1,4 кГ/см2.

Блок фильтров-сепараторов обеспечил не только эффективное удаление из топлива свободной воды, но и значительное удаление загрязнений. Вследствие предварительной очистки топлива фильт­ рами-сепараторами ресурс работы фильтров ТФ-2М превысил нор­ му в 4—5 раз.

Техническая

характеристика фильтра-сепаратора CT 500-2

Пропускная способность, м3

30

Максимальное рабочее давление, кГ/см2

5

Перепад давления,

кГ/см-:

0,3

начальный . . . 1

максимально допустимый

1,5

Фильтрационный

материал

фильтросванбой

Поверхность фильтрационного чехла, м2

3,5

Тонкость фильтрации, мкм

20—40

Водоотделяющий

материал

волокно

 

 

Воюнкого

Поверхность водоотделяющего чехла, ж2

3,5

145

Эффективность отделения эмульгированной воды, %.

98

 

Ресурс работы, м3

температур, °С .

8000

 

Рабочий

диапазон

 

от30 д о + 3 0

Высота

корпуса

 

1275

 

Диаметр

»

.

600

 

 

Диаметр

патрубков, мм: .

 

 

 

входного

 

 

 

выходного

 

80

 

 

Вес, кГ

 

 

134

 

 

В трехступенчатой системе фильтрации за фильтром-сепарато­

ром CT 500-2 стоят два фильтра

ТФ-2М, и естественно,

что все

три фильтра удаляют из топлива свободную воду.

 

 

В табл. 80 показана эффективность очистки топлива

ТС-1 от

свободной воды в трехступенчатой

системе при пропускной

способ­

ности 500 л/мин в зимний период. Из таблицы следует, что фильтр-

Т а б л и ц а 80 Эффективность очистки топлива ТС-1 от свободной воды

фильтром-сепаратором CT 500-2 и двумя фильтрами

ТФ-2М с

чехлами

 

ТФЧ-16ск

 

 

 

 

Содержаниодержание свободной

Удалено

свободной

воды

 

 

 

 

 

 

воды в исходном

фильтром-сепаратором

двумя фильтрами

 

топливе

 

C T 600-2

 

ТФ-2М

(ТФЧ-16 ск)

Метюд определения воды

 

 

 

 

 

 

 

 

г/ т

Гидридкальциевый

470

(ГОСТ 8287—47)

55

 

52

Кѵлонометрический

Более

(ПОВ-1) *

50

Нефелометрический

Более

(Акваскан) 1

40

% оооо оо

100

г,' т

%

г/ т

%

430

91,5

40

8,5

47

85,5

8

14,5

44

84

8

16

44,8

86,2

7,2

13,8

47,8

92

4,2

8

47,8

92

4,2

8

46

88,5

6

11,5

45

86,5

7

13,5

1 Приборы ПОВ-1 и Акваскан имеют предельные значения шкалы по сво­ бодной воде соответственно 0,005 и 0,004%.

сепаратор CT 500-2 удаляет из топлива от 84 до 92% свободной воды, а последующие два фильтра с чехлами ТФЧ-16ск — от 8 до 16%.

Фильтр-сепаратор CT 2000 представляет собой горизонтальный цилиндрический резервуар, разделенный двумя внутренними пере­ городками на три сообщающиеся отсека (ступени)' с горловинами. Горловина сверху с помощью болтов герметично закрывается крышкой, в верхней части которой установлено поплавковое устройство для автоматического выпуска воздуха при заполнении корпуса фильтра-сепаратора топливом. Каждый отсек имеет от-

-146

стойник с вентилем, выведенным на одну панель. В цилиндриче­ ском корпусе каждого отсека на семи перфорированных трубах, ввертываемых в диски, устанавливается по 21 цилиндрическому элементу. В корпусе первого отсека (ступени) устанавливается фильтрационный пакет с гофрированными элементами, состоящи­ ми из двух слоев крепированной бумаги (первый слой — бумага АФБ-Ік, второй слой — бумага АФБ-5) и одного слоя канвы, вы­ полняющей роль дренажной сетки. В корпусе второго отсека (сту­ пени) устанавливается коагулирующий пакет с гофрированными элементами, наружный слой которых выполнен из стеклопластика. Весь пакет с внешней стороны закрыт перфорированным кожухом. Топливо поступает во внутреннюю полость элемента и, проходя по­ следовательно один слой материала АТМ-1, два слоя материала и один слой бумаги АФБ-5, входит в отсек. В корпусе третьего отсе­ ка (ступени) устанавливается водоотталкивающий пакет с гофри­ рованными элементами из слоя капрона, пропитанного кремнийорганической жидкостью, одного слоя бумаги АФБ-5 и слоя канвы.

В первой ступени (фильтрационной) топливо очищается от ме­ ханических примесей, а крупные капли воды осаждаются в отстой­ ник. Через соединительный патрубок, расположенный в верхней части корпуса, топливо попадает через горловину во внутреннюю полость второй ступени (коагулирующей), где оно дополнительно фильтруется через материал ФПА-15 и бумагу АФБ-5. Одновре­ менно с очисткой топлива от загрязнений в ткани АТМ-1 происхо­ дит укрупнение (коагуляция) микрокапель воды, которые при ма­ лых скоростях потока вследствие разности весов воды и топлива осаждаются в отстойник. Не успевшие осесть микрокапли воды потоком топлива уносятся в третью ступень (водоотталкивающую), где задерживаются капроном и оседают на его поверхности. По мере укрупнения микрокапли воды скатываются по элементу в от­ стойник, а топливо, проходя через капрон, дополнительно очищает­ ся от загрязнений бумагой АФБ-5 и через выходной патрубок, рас­ положенный в горловине третьей ступени, выходит наружу. Внут­ ренняя поверхность фильтра-сепаратора покрыта эмалью ВЛ-515 [ПО].

Для контроля за работой фильтра-сепаратора и каждого паке­ та на входе и выходе в фильтр-сепаратор и между пакетами уста­ новлены четыре манометра, выведенных на приборный щиток.

Корпус фильтра-сепаратора имеет два выходных и два входных патрубка, а также четыре серьги и четыре опорные лапы для пере­ носки и крепления фильтра-сепаратора к фундаменту.

Для определения эксплуатационных характеристик фильтра-се­ паратора CT 2000 и способа его установки в системе фильтрации аэропорта Шереметьево был испытан первый образец фильтра-се­ паратора в летний и осенний периоды.

При испытаниях через фильтр-сепаратор прокачивалось топли­ во ТС-1 (ГОСТ 10227—62) с жидкостью, «И» и без нее с произво­

дительностью 2000 л)мин по схеме:

резервуар-насос

ЦСП-51 —

фильтр-сепаратор CT 2000 — четыре

параллельно

соединенных

 

 

ИТ

4 4

 

 

 

 

фильтра

 

ТФ-2М с

чехлами

кГ/см2

 

 

 

 

ТФЧ-16с — два параллельно со­

1,6

 

 

 

 

единенных счетчика СД-70 — раз­

 

 

1

 

даточный стояк — топливозаправ­

.0,8

 

 

щик — баки самолета.

 

 

 

1

1— 2

В

процессе

испытаний

еже­

 

 

2

 

дневно фиксировались

температу­

 

 

\

 

 

0

1000

2.000

3000 âVi м3

ра топлива и

воздуха, перепад

давления

на

каждой

ступени

Рис. 44. РІзменение перепадов дав­

фильтра-сепаратора, общий

пере­

пад

давления

и количество

про­

ления на первом образце фильтра-

сепаратора

CT 2000:

 

пущенного

топлива, а

также от­

/ — на первой

ступени; 2 — на второй сту­

бирались пробы до и после фильт­

пени; 3 на третьей ступени; 4 — общий

ра-сепаратора, в которых опреде­

н а фильтре-сепараторе

 

 

 

 

 

 

лялось содержание воды по ГОСТ

 

 

 

 

 

8287—57,

содержание

загрязне­

ний по ГОСТ

10577—63 и дисперсионный

состав загрязнений под

микроскопом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

летний

период

испытаний

температура

топлива

колебалась

от +12 до + 1 5 ° С , а воздуха — от +17 до +22°С; в осенний пе­ риод температура топлива колебалась от + 7 до + 8 ° С , а воздуха —

от +2,5 до + 6 ° С.

 

 

 

 

Результаты

испытаний первого образца

фильтра-сепаратора

CT 2000 представлены на рис. 44—46.

 

 

 

За летний период испытаний через фильтр-сепаратор было про­

качано 3681 мъ

топлива. При этом перепад давления на

фильтре-

сепараторе увеличился

с 1,15 до 2,25 кГ/см2;

на первом

пакете — с

0,2 до 1,0 кГ/см2;

на втором пакете — с 0,9 до 1,15 кГ/см2;

на треть­

ем пакете перепад давления практически не изменился

(рис. 44).

Общее содержание

воды в топливе колебалось

в

пределах

а) •

 

Щ

 

 

 

Рис. 45.

Эффективность

очистки

топлива ТС-1 от воды фильтром-сепаратором

CT 2000

первого образца:

 

а — летний период; б — осенний

период;

/ — с о д е р ж а н и е воды д о C T 2000 ; 2 — с о д е р ж а н и е воды после C T 2000; 3 — перепад д а в ­

ления; 4

— температура

топлива

 

148

0,0048—0,0066%- Фильтр-сепаратор снижал общее содержание во­

ды в топливе до 0,0046 и 0,005%. В пробах топлива после

фильтра-

сепаратора под микроскопом микрокапель

воды обнаружено не

было. Общее содержание воды было близким к содержанию

раст­

воренной воды (рис. 45).

 

 

 

 

 

Содержание загрязнений в топливе за этот период колебалось

от 0,75 до 1,77 мг/л

(от 0,000098 до 0,00022%). После

фильтра-се­

паратора

содержание

загрязнений

в топливе не превышало 0,42—

0,67 мг/л

(менее 0,0001%), при этом снижалось общее

количество

частиц загрязнений

размером от 1 до 15 мкм, полностью отсутст­

вовали частицы размером 15—20 мкм (рис. 46).

 

 

 

За осенний период

испытаний

через

фильтр-сепаратор

было

прокачано 2693 м3 топлива. При этом перепад давления

на фильт­

ре-сепараторе увеличился с 1,1 до 2,67 кГ/см2; на первом

пакете —

с 0,2 до 1,48 кГ/см2;

на втором пакете — с 0,85 до 1,14

кГ/см2;

на

третьем пакете перепад давления практически не изменился.

 

Общее содержание воды в топливе в осенний период

колебалось

.в пределах 0,004—0,005%. При этом фильтр-сепаратор

снижал об­

щее содержание воды до 0,0036 и 0,0042%. Здесь, как и в пробах

летнего периода, под микроскопом микрокапель

воды

обнаружено

не

было.

 

 

 

Содержание загрязнений в топливе за этот

период

колебалось

от

0,63 до 0,85 мг/л (от 0,000082 до 0,00011%),

а после фильтра-

сепаратора не превышало 0,4—0,5 мг/л (от 0,000052 до 0,000065%). При этом снижалось общее количество частиц загрязнений разме­ ром от 1 до 10 мкм и полностью отсутствовали частицы размером более 10—15 мкм.

Испытания первого образца фильтра-сепаратора CT 2000 по­ казали его высокую эффективность по очистке от загрязнений и воды и вместе с тем малый ресурс работы.

Второй образец фильтра-сепаратора CT 2000 имел увеличенную на 67% поверхность фильтрации (в корпусе каждого отсека на се­ ми трубах было установлено по 35 элементов). Общая поверхность

фильтрации

фильтра-сепаратора CT 2000 составляла около 55 м2,

из которых

первая ступень — 28,4 м2; вторая — 10,5 м2 и третья —

16,25 м2.

 

Испытания второго образца фильтра-сепаратора CT 2000 так­ же проводились в аэропорту Шереметьево (весенний, летний и ве­ сенний (второй) периоды) по схеме: резервуар — насос ЦСП - 51 — четыре параллельно соединенных фильтра ТМ-2М с бумажными фильтроэлементами — фильтр-сепаратор CT 2000 — два параллель­

но соединенных счетчика СД-70 — раздаточный

стояк-—топливо­

заправщик— баки самолета. Здесь

были использованы фильтры

ТФ-2М с бумажными

элементами,

которые устанавливались до

фильтра-сепаратора.

 

 

 

В весенний период испытаний температура топлива колебалась

от + 1 Д О + 8 ° С, а воздуха — от + 1 до +16° С;

в летний период

температура

топлива

колебалась от +12 до +25°С, а воздуха —

от +17 до

+23° С.

 

 

 

149

о

юоо

2000

moûv,n5

Рис. 46. Эффективность очистки топлива ТС-1 от загрязнений фильтромсепаратором CT 2000 первого образца:

а — летний период; б — осенний период;

J — с о д е р ж а н и е загрязнений д о C T 2000; 2 — с о д е р ж а н и е загрязнений после C T 2000

Результаты^ испытаний вто­ рого варианта фильтра-сепа­ ратора CT 2000 представлены на рис. 47—49.

За весенний период испыта­ ний через фильтр-сепаратор было прокачано 7336 м3 топли­ ва. За этот период перепад давления на фильтрах ТФ-2М увеличился до максимально до­

пустимой величины, а

на

фильтре-сепараторе — с

0,45

до 1,5 кГ/см2. При этом

пере­

пад давления на первом пакете

увеличился с 0,1 до 0,15

кГ/см2;

на втором—с 0,3 до 1,3

кГ/см2,

а на третьем пакете практиче­ ски не изменился. Таким обра­ зом, перепад давления на фильтре-сепараторе увеличил­ ся в основном вследствие за­ бивки второго пакета (рис. 47).

Общее содержание воды в топливе за этот период колеба­ лось в пределах 0,0032— 0,0068%, фильтр-сепаратор снижал содержание воды в топ­ ливе до 0,0031 и 0,0052% (рис. 48). Содержание загрязнений в топливе в этот весенний пери­ од колебалось от 0,17 до 0,42 мг/л (от 0,00002 до 0,000055%), а после фильтра-сепаратора ко­ личество загрязнений не превы­ шало 0,1—0,21 мг/л, при этом снизилось общее количество частиц загрязнений размером от 1 до 15 мкм и полностью от­ сутствовали частицы более 15 мкм (рис. 49).

После замены элементов в фильтрах ТФ-2М и во втором пакете фильтра-сепаратора ис­ пытания были продолжены и за летний период через фильтрсепаратор было прокачано 15 124 м3 топлива. Перепад дав­ ления на фильтрах ТФ-2М уве­ личился до максимально допу-

Ар,кГ/см2

А

0

5000 10000 15000 Цм3

Рис. 47. Изменение перепадов дав­ ления на втором образце фильтрасепаратора CT 2000:

1 — на первой ступени; 2 — на второй сту­ пени; 3 — на третьей ступени; 4 — общий на фильтре-сепараторе

то 1Ш00 то гш&у*

Рис. 48. Эффективность очистки топлива ТС-1 от воды фильтром-сепаратором CT 2000 второго образца:

а — весенний период; б — летний и весенний периоды;

/ — с о д е р ж а н и е воды

д о C T 2000; 2 — содер ­

ж а н и е воды после C T 2000; 3 перепад дав ­

лений; 4 — температура

топлива

151

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ