Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика, страница 104

Для устранения воаможности попадания загрязнений в гидросистему при ааправке, и в частности при ааправке гидросистем самолетов в полевых условиях, заправку осуществляют аакрытым способом: жидкость вытесняется сжатым газом через фильтр тонкой очистки из заправочной емкости непосредственно в гндросистему. Заправка и дозаправка аакрытых гидросистем должны проиаводиться закрытым способом с помощью ручного насоса череа фильтр тонкой очистки. Очевидно, достигнуть абсолютной чистоты жидкости существующими методами очистки жидкостей не представляется возможным, и к ней можно лишь приближаться.

Ввиду этого в технических требованиях устанавливаются нормы допустимой аагряаненности, которые аависят от назначения гидросистемы и ответственности выполняемых ею функций, а также от чувствительности гидроагрегатов к аагряанениям. К примеру, американским стандартом установлено 11 классов загрязненности. Для гидросистем же ракет дополнительно введен труднодостижимый нулевой класс. Ввиду того, что современные анания по вопросам влияния размера и происхождения твердых частиц и их формы на износ деталей гидроагрегатов недостаточны, при решении вопроса о качестве (тонкости) фильтрации приходится руководствоваться опытными данными, Фильтрацию считают качественной, если размер капиллярных каналов фильтрующего материала не превышает половины наименьшего зазора в скользящих парах гидроагрегата, для которого предназначен фильтр.

Однако. ввиду, трудности выполнения этого требования часто считают фильтрацию удовлетворительной, если размер капиллярных каналов фильтрующего материала не превышает величины наименьшего аазора в скользящих парах гидро- агрегата, для которого преднааначен фильтр. Таблпца 14 Количество чаетпц в штуках па 100 еле пробзт гр Киеее еиетеи по чистоте о — то 675 11 в1Н В табл. 14 приведены данные по допустимому содержанию в рабочих жидкостях механических примесей по гранулометрическому составу и аависимости от класса агрегатов (с учетом величины зааоров), принятые в ответственных гидросистемах ряда машин.

РАСЧИТ ФИЛЬТРА Расчет фильтра в основном сводится к определению расхода жидкости и величины гидравлических потерь на единицу поверхности фильтровального материала. Ввиду сложности пористой структуры большинства фильтровальных материалов, состоящей из соединенных между собой пор и сложной сети каналов (капилляров) различной формы и размеров,которые к тому же в ряде случаев иаменяются под действием перепада давления, установить для большинства фильтровальных материалов закономерность и дать аналитическое выражение для характеристики потока жидкости практически невозможно.

Поэтому гидравлические характеристики фильтровального материала определяются, за исключением отдельных случаев, экспериментальным путем. Расход фильтра может быть выражен в общем случае зависимостью, вытекающей из закона Пуазейля (см. также стр. 68): Фильтровальная оумата И,24 АФБ-2 0,036 6',01 АФБ-1К, 003 АФБ-1 0,015 2,27 Фнльтровальная 0,013 1,16 ткань (напрон) и а е.

Номер сатин одновременно показывает величину в свету в мнллиметрат. Металлическая сетка И 01 009 0071 006 0045 002 Примеча отороиы ячеани Значение коэффициента й для фильтровального материала глубинного типа, в частности иэ спеченных металлических шариков, зависит от плотности (пористости) и толщины этого материала. Для условной толщины материала, равной 1 мж, эначение этого коэффициента можно приближенно принимать (по данным раэличных источников для шариков иэ бронзы): Диаметр гранул в мм 0,2 0,15 0,03 0,02 0,01 0,05 /11 .

° ° ° ° . ° ° ° ° ° . 0,012 0,0105 0,0017 0,0014 0,0008 0,00072 Пренебрегая возможной неравномерностью плотности (пористости) по толщине материала (см. стр. 552), получим приближенное выражение, характеривующее расход фильтроэлемента, отнесенный к единице толщины материала: А =/с — „° АрР 1 — 1 где Ь вЂ” толщина матери3ла. где д — расход (пропускная способность) в единицу времени череа единицу площади фильтровального материала; р — коэффициент динамической вяэкости фильтруемой жидкости; Ьр — перепад давления на фильтре; г" — площадь поверхности фильтрующего элемента; й = — — коэффициент пропорциональности, представляюрр Ьр щий собой удельную пропускную способность единицы площади поверхности фильтровального материала при перепаде давления 1 кГ/сма и вязкости жидкости 1 яз (обычно выражается в л/сма).

Опыт покаэывает, что коэффициент й для поверхностных фильтров сохраняется при всех прочих равных условиях практически постоянным в широком диапааоне расходов и перепадов давления, благодаря чему представляется воэможным использовать его в качестве сравнительной характеристики гидравлического сопротивления фильтровального материала. Практические значения коэффициента Й (в л/сыт) для распространенных фильтровальных материалов поверхностного типа следующие: (476) где я, и ят — число частиц эагряэнителя данного размера в пробе фильтрата и неотфильтрованной жидкости.

Измерить размеры поровых каналов большинства фильтровальных материалов практически невоэможно. С помощью микроскопа можно определить лишь раэмер ячеек металлических сеток и некоторых тканей. Однако и при атом необходимо иметь в виду, что могут быть участки фильтровального материала, размеры поровых каналов которых аначительно отличаются от среднего их раамера, что может быть обусловлено сдвигом волокон материала в какую-либо сторону в реэультате механических воэдействий, а также причинами технологического порядка. Суммарную порнстость фильтровального материала глубинных фильтров беа учета равномерности ее распределения можно приближенно определить по увеличению веса материала после пропитки его фильтруемой жидкостью; приняв объем жидкости, проникшей в поры, равным объему пор, можем написать и — с Г„= у (477) В практике коэффициент к, для этого случая принято называть коэффициентом проницаемости.

Допустимость подобного приближения подтверждается опытом, который показывает, что прк увеличении толщины металло- керамического материала с 2 до 3 мм расход жидкости (вяакостью 2,5 ест) уменьшается в 1,5 рава. 'Тонкость очистки (фильтрации). Материал фильтрующих эле-. ментов должен быть максимально проницаемым, однако способным эадерживать возможно малые частицы механических включений (частиц). В соответствии с этим материал должен иметь мельчайшую однородную сетку с максимальными суммарной площадью проходных ячеек (пор) и количеством их на единицу поверхности материала.

Количество этих ячеек на единицу поверхности в основном и определяет тонкость фильтрации, которая характеризуется раамерамн поровых каналов в фильтровальном материале или, что то же самое, раэмерами частиц аагряэнителя, которые им удерживаются. В соответствии с этим под тонкостью фильтрация понимается минимальный размер частиц фильтруемой среды, улавливаемой фильтрующим элементом, т. е, способность фильтра аадерживать (удалять) иэ жидкости частицы соответствующих размеров.

В качестве критерия тонкости фильтрации принят коэффициент отфильтровывания, представляющий собой отношение числа частиц загряанителя, задержанных фильтром при разовом проходе, к числу их в неотфильтрованной жидкости: где г9, и ба — вес обраацов фильтрующего материала до и после погружения в жидкость; у — объемный вес жидкости. Для определения максимального размера частиц, пропускаемых фильтром, обычно применяется метод, называемый испытанием на появление пузырьков воздуха.

Для этого испытуемый фильтрующий элемент погружается в жидкость (спирт-декатурат или рабочую жидкость) и к нему подается воздух под некоторым давлением. Поток пузырьков укааывает на расположение отверстип наибольшего размера, а давление, при котором появляются первые пузырьки, определяет диаметр этого отверстии.

На рис. 319 приведена кривая зависимости давления соответствующего началу появления пузырьков от размера максимальной частицы аагрязнителя, пропускаемой сетчатым фильтроваль- ь кнпяпо ным элементом кз нержавеющей рр стали, Этой кривой с достаточ- фа пой точностью (сро10%) можно $й пор пользоваться также для оценки фильтрующих элементов иных чг~ йФгр типов.

а В соответствии с требования- р гр гр рр ор ы ян ми по тонкости очистки жидко- Нонрооьшнр роаоор трорры чонгпца стэй рааделяют фильтры грубой, прооуояоеекй апротроя нормальной, тонкой и особо Ркс. 319. кркаая, характерааующаа тоНкой очиеткп. К фильтрам пеяааекке аоадугпкого пузырька в грубой очистки обычно относят сетчатых фкаьтроеаекектах фильтры с фильтрующим элементом, аадержнвающим частицы загрязнителя с условным диаметром более 0,1 рак; к фильтрам нормальной очистки — более 0,01 ром и к фильтрам тонкой очистки — более 0,005 мк и для особо топкой очистки — более 0,001 мро. Помимо этого, различают абсолютную и номинальную маркировку тонкости фильтрации.

Абсолютная маркировка тонкости характеризуется минимальным размером частиц загрязнителя, полностью удерживаемых фильтрами; номинальная — минимальным размером частиц, задерживаемых фильтром аа рааовый проход в количестве 98е)е первоначального значения. В промышленных маркировках и в технических условиях на фильтры обычно укааывается минимальный (номинальный) раамер частиц, которые задерживаются данным фильтром. Так, например, 10-микронный фильтр определяется как очиститель, который доли<он обеспечить удаление 98% (в весовом отношении) всех частиц, размер которых по наибольшему измерению равен или больше 10 мкм. Лучшие образцы серийных фильтров обеспечивают 5-микронную тонкость фильтрации. мвтоды фильтровАиия и типы еильтров Отделение от жидкостей твердых аагряаняющих примесей осуществляют механическим или силовым методами.