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

J

В табл. 49 и на рис. 15 приведены результаты определения фильтрационных свойств. В элементах постоянной пористости тон­ кость фильтрации, установленная экспериментально, оказалась близкой к рассчитанной геометрически.

82

Если толщина фильтрационных элементов более 1 мм, тонкость фильтрации не улучшается, но удельная пропускная способность падает. С повышением размера частиц удельная пропускная спо­ собность увеличивается. Зависимость удельной пропускной способ­ ности от перепада давления в пределах исследованных перепадов линейная, т. е. течение топлива ламинарное.

Фильтруемость топлива ТС-1 через однослойные элементы за­ висит от размера частиц порошка. Чем меньше частицы порошка, тем в большей степени уменьшается удельная пропускная способ­ ность. Так, за 90 сек фильтрации удельная пропускная способность элементов толщиной 3 мм при работе на топливе ТС-1, взятом из резервуара Р-50 аэродромного склада ГСМ, уменьшается следую­

цами размером 200 мкм на 80%, с частицами размером 63 мкм на 86%. При этом за одинаковое время через элементы с большим размером частиц порошка проходит большее количество топлива, через элементы с меньшим размером частиц порошка — меньшее. Из данных, приведенных на рис. 27, следует, что для обеспечения тонкости фильтрации 10 мкм нет необходимости изготавливать элементы толщиной 3 мм целиком из порошка с размерами частиц 63 мкм. Достаточно на фильтрационном элементе толщиной 3 мм иметь миллиметровый слой из порошка с размерами частиц 63 мкм, а двухмиллиметровый слой — из порошка с частицами большего размера. В этом случае удельная пропускная способность фильт­ рационного элемента будет в значительной степени повышена.

63 мкм обеспечивают тонкость фильтрации 10—12 мкм. Все образ­ цы переменной пористости имеют большую удельную пропускную способность, чем образцы толщиной 3 мм, изготовленные из по­ рошка с размерами частиц 63 мкм.

сразмерами частиц 200—63 мкм и 300—63 мкм.

Вэлементах из порошков 200—63 мкм и 300—63 мкм забивка пор происходит менее интенсивно, так как работают оба слоя рав­ номерно. В элементах из порошков 600—63 мкм первый слой прак­ тически пропускает все загрязнения топлива и не работает, а в эле­ ментах 100—63 мкм первый слой задерживает все загрязнения топлива и поэтому второй слой не работает.

При изменении направления фильтрации через двухслойные образцы гидравлическая характеристика, полнота и тонкость фильтрации не изменяются; фильтруемость изменяется и занимает промежуточное положение между кривыми однослойных элементов толщиной 1 и 3 мм из порошков с размером частиц 63 мкм. Для топлива с загрязнениями максимального размера 20 мкм лучшие

83

загрязнений топлива, а размер частиц порошка второго слоя — ис­ ходя из требований тонкости фильтрации.

В качестве фильтрационной перегородки в последние годы на­ ходят применение металлокерамические листовые материалы мар­ ки ФНС, изготавливаемые из порошка хромоникелевой нержавею*- щей стали Х18Н15 несферической формы [76].

84

85-

Рис. 17. Фильтрационные свойства двухслойных элементов из пористого фторо­ пласта:

«6

установках. Результаты исследований представлены на рис. 16 и 17. С увеличением размера частиц NaCl тонкость фильтрации эле­ ментов ухудшается, в то время как гидравлические свойства и фильтруемость улучшаются. При увеличении толщины фильтраци­

Гидравлические характеристики в пределах исследованных пе­ репадов давления имеют нелинейный характер. Зависимость удель­ ной пропускной способности от толщины элементов близка к ли­ нейной.

Фильтруемость топлива ТС-1 зависит от размера лор и грануло­ метрического состава загрязнений; толщина элемента оказывает влияние на начальную величину удельной пропускной способности.

Для установления оптимальной толщины элементов через них фильтровалось по 300 мл/см2 топлива ТС-1. При помощи микрото­ ма производились срезы толщиной 1 мм, для которых определя­ лась удельная пропускная способность и изучалась микрострук­ тура.

с этим общая толщина элемента должна выбираться из условий прочности.

На рис. 17 показаны фильтрационные свойства двухслойных образцов переменной пористости. Тонкость фильтрации этих эле­ ментов определяется толщиной слоя и находится для всех образцов в пределах 10—14 мкм. Удельная.пропускная способность их вы­ ше, чем однослойных с соответствующей тонкостью фильтрации и толщиной.

Кривые фильтруемое™ топлива ТС-1 через двухслойные филь­ трационные элементы имеют более пологий характер. В связи с тем что работает не только первый, но и второй слой, грязеемкость и ресурс работы двухслойных элементов больше.

Равномерная работа обоих слоев двухслойных элементов под­ тверждается удельной пропускной способностью миллиметровых срезов.

В табл. 52 и 53 показана эффективность очистки топлива ТС-1 цилиндрическими фильтрационными элементами композиции «а» и «0», установленными последовательно.

Из табл. 52 следует, что цилиндрические фильтрационные эле­ менты композиции «а» при перепаде давления до 0,6 кГ/см2 на первой ступени фильтрации удаляют из топлива ТС-1 все частицы размером более 10 мкм, и при перепадах давления от 1 кГ/см2 и выше — все частицы размером более 15 мкм. Вторая ступень фильтрации в основном снижает лишь количество частиц всех раз­ меров, а в отдельных случаях и максимальный размер частиц. При этом весовое содержание загрязнений в топливе ТС-1 снизилось

87

после первой ступени с 0,00089—0,00163% до 0,00038—0,00077%, а после второй ступени — до 0,00034—0,00061%. В процессе длитель­

При этом весовое содержание загрязнений снижается с 0,00076— 0,00102% до 0,00044—0,00054% на первой ступени и до 0,00046— 0,00057% на второй ступени.

Б У М А Г И

Бумаги широко применяются для очистки топлива от загрязне­ ний. Анализ 14 отечественных и 26 зарубежных образцов фильтра­ ционных бумаг, применяемых для очистки топлив в серийных и опытных фильтрах, позволяет дать им сравнительную оценку [77].

Характеристика отечественных и зарубежных фильтрационных бумаг

Таким образом, отечественные образцы фильтрационных бумаг более толстые и тяжелые, имеют значительно большие прочност­ ные показатели. Фильтрационные показатели ставят их примерно в один ряд с зарубежными. Отечественные образцы бумаг вследст-

89

Т а б л и ц а 54 Эффективность очистки топлива, загрязненного гидратом окиси железа

вие своей толщины хотя и создают большее сопротивление, но име­ ют лучшую тонкость фильтрации.

Отечественные фильтрационные бумаги для придания им во­ достойкости бакелитируются. В результате бакелитирования на 5—12% повышается коэффициент полноты фильтрации и на 25—

Из данных рис. 18 видно, что для бумаг, имеющих меньший размер пор, перегиб зависимостей, т. е. переход в турбулентный режим фильтрации, начинается при меньших удельных пропускных способностях и при перепадах давления.

М Е Т А Л Л И Ч Е С К И Е С Е Т К И

Металлические сетки используются при больших перепадах давления и в широком температурном диапазоне. Из них не вымы­ ваются волокна, и они стойки к присадкам авиационных топлив. Поэтому сетки нашли широкое применение при фильтрации авиа­ ционных топлив, особенно в топливных системах самолетов и вер­ толетов.

Металлические сетки классифицируются в соответствии с ГОСТ 2715—44 по способу соединения проволочек, размерам и форме отверстий и другим показателям. Только по способу соединения проволочек различают сетки: тканые, плетеные, крученые, сварные, стержневые, вязаные и сборные.

Для фильтрации топлив применяются сетки проволочные тка­ ные с квадратными ячейками нормальной точности по ГОСТ 6613—53, контрольные и высокой точности по ГОСТ 3584—54, а также сетки проволочные тканые с простым полотняным перепле­ тением, саржевые 2/2 (односторонняя) и саржевые 1/2 (двусторон­ няя) по ГОСТ 3187—65 по ТУ 1—62 и ТУ-МУ-МОС 7057—59.

Номера сеток по ГОСТ 6613—53 и ГОСТ 3584—64 с квадратны­ ми ячейками соответствуют номинальному размеру сторон ячеек в мм, а номера сеток по ГОСТ 3187—65 и ТУ-МУ-МОС 7057—59 означают число проволочек основы на 1 дм. Номера сеток по ТУ 1—62 представляют дробь, числитель которой означает число про­ волочек основы на 1 см, а знаменатель — число проволочек утка также на 1 см. По ГОСТ 6613—53 и ГОСТ 3584—53 изготавлива­ ются сетки с ячейками в свету от 2,5 до 0,04 мм из проволочек диа­ метром от 0,5 до 0,03 мм. В табл. 55 приведены некоторые харак­ теристики сеток по ГОСТ 3187—65 и ТУ 1—62.

Сетка саржевого плетения № 685 (ТУ-МУ-МОС 7057—59) изго­ тавливается из нержавеющей стали 1Х18Н9Т.

Из никелевой проволоки по ТУ 1—62 изготавливают саржевую сетку № 80/720 (80 проволочек диаметром 0,052 мм по основе и 720 диаметром 0,03 мм по утку) со сквозными размерами пор 12—16 мм. Более плотные сетки № 91/720 имеют сквозные поры 10—13 мкм.

Для уменьшения размера ячеек в свету никелевая сетка № 004 (ГОСТ 6613—65) подвергается плющению, а размер пор в свету уменьшается до 0,02—0,03 мм. Для уменьшения размера ячеек в свету применяют также гальванические покрытия.

Размер ячеек в свету для сеток квадратного плетения может определяться под микроскопом и по расчетной формуле

/,

аа,

п

91