Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика, страница 109

Анализ осадка производят путем микрофотографии его на стекле или измерением (с увеличением не менее чем в 250 раэ) с помощью специальных масштабных сеток. При подсчете количества осажденных частиц в пробе масла площадь полей подсчета должна составлять — 1 зэ' от общей площади фильтрации. Применяются также и иные способы оценки степени загрязнения жидкостей. В частности распространены методы оценки загрязненности, по которым аагрязненная жидкость сравнивается с эталонной (чистой) по количеству (величине) поглощенного или рассеянного света или ультразвука (объемный критерий).

Применяется фотоседиментометрическкй способ, который состоит в том, что луч света разделяется системой призм на два луча, один нз которых проходит через сосуд с контролируемой жидкостью, а другой — череа сосуд с эталонной жидкостью. Сравнение интенсивностей света характеризует загрязненность жидкости твердыми частицами, находящимися в ней во завешенном состоянии.

Ультраавуковые методы, применяющиеся для исследования и контроля жидкостей, основаны на намерении либо абсолютного значения, либо относительных приращений скорости ультраавука, а также на поглощении ультразвука в исследуемой среде, Приборы ультразвукового контроля позволяют определять загрязненность жидкостей непосредственно в потоке (на части потока, ответвленного через калиброванный капилляр параллельно основному). МАГНИТНЫЕ ОЧИСТИТЕЛИ ЖИДКОСТИ Для улавливания ферромагнитных частиц применяют также магнитные очистители (фильтры), которые обычно комбинируют с каким-либо пористым фильтром. Первой ступенью таких комбинированных очистителей является магнитный элемент, задерживающий (улавливающий) ферромагнитные частицы, и второй— пористый фильтр, который задерживает диамагнитные загрязняющие частицы, а также ферромагнитные частицы, оторвавшиеся от первой (магнитной) ступени.

Применение магнитного поля в подобном комбинированном очистителе повышает коэффициент отфильтровывания пористым фильтром. На рис. 332 приведены реаультаты по влиянию постоянного магнитного поля на фильтроэлементы иэ сетки саржевого плетения, на котором кривая 1 характеризует тонкость фильтра.ции без магнитного поля и кривая 2 — тонкость фильтрации с магнитным полем. Интенсивность повышения коэффициента отфильтровывания для частиц размером 2 — 6 мк является следствием коагулирующего действия магнитного поля на тонкодисперсные частицы.

Однако минимальный размер частиц, г полностью задерживаемых ф цв фильтрами, сохраняется В й тем же. ';ДЗ Магнитное поле создается $~ ра в с помощью нескольких е (двух — трех) постоянных ~ дг магнитов, прикрепляемых обычно с внешней стороны и г е з В /р ю ~ьв и корпуса фильтра, который в Размер таста» этом случае изготовляется иэ Рис.

ЗЗ2. Влиииие мвтиитиого поля ие материала с высокой магнит- тонкость фильтрации ной проницаемостью. На рис. 333, а показан комбинированный фильтр, состоящий иэ сетчатого фильтровального пакета 8, на входе и выходе из которого установлены два постоянных магнита 1 и 8, создающие силь- а> Рис. ЗЗЗ. Пористые фильтры с магиитиыми вставками нос магнитное поле, способствующее улавливанию ферромагнитных частиц.

Жидкость проходит черев щели нижнего магнита внутрь цилиндра с сетчатым фильтропакетом и удаляется через б61 щели верхнего пакета. Магнитное поле, которое соэдают эти магниты, повышает также фильтрующие свойства пакета 2 металлических сеток. Конструктивная схема подобного магнитного фильтра представлена на рис. 333, б. Жидкость последовательно проходит через механический (пористый) фильтр 1 и пластинчатый магнитный элемент 2 и удаляется череэ кольцевую камеру между этим элементом и антимагнитным стержнем 2.

Магнитные фильтры эадерживают мельчайшие ферромагнитные частицы (0,5 мк и менее), которые невозможно отделить механическими фильтрами, причем магнитный фильтр улавливает не только ферромагнитные частицы, но и диамагнитные неметаллические частицы. Аналиэ эагряэнений, улавливаемых подобными фильтрами, покаэывает наличие в пробах крупных частиц, которые после прохождения демагнитизатора распадаются на мелкие (раэмером 1 — 5 мк) частицы ферро- и диамагнитного происхождений.

Применяют также магнитные уловители (пробки), устанавливаемые в жидкостных резервуарах на пути потока жидкости, а также трубопроводе, по которому жидкость поступает в насос, и в других местах, в которых циркулирует жидкость. На рис. 333, в покаэан стержневой магнитный уловитель, устанавливаемый в потоке жидкости, поступающей в насос. Уловитель состоит иэ магнитного стержня 2, вставленного в пробку 1 иэ немагнитного материала. Для иэготовления уловителей применяют сплав АНКО-ЗА или АНКО-4 (ГОСТ 4402 — 48).

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ОЧИСТИТЕЛИ ЖИДКОСТИ В гидросистемах машин, в частности тракторов, автомобилей и пр., распространены центробежные очистители жидкости, представляющие собой центрифугу с тем или иным приводом, которые обладают высокой избирательной способностью к эагряэнениям, очищая масло от частиц с объемным весом, превышающим объемный вес жидкости (объемный вес эагряэняющих частиц обычно равен 2,5 — 3 г!слР и выше). Принципиальная схема очистителя (центрифуги) представлена на рис. 334. Очищаемая жидкость подается череэ полую ось под давлением 3 — 6 кГ(см' во вращающийся ротор, в котором она раскручивается до некоторой угловой скорости, близкой к скорости ротора. При этом гряэевые примеси (частицы) с удельным весом, превышающим вес масла, отбрасываются действием центробеж-' ной силы к стенкам ротора и осаждаются на них.

Поскольку на стенках ротора осаждаются и смолистые загрязняющие вещества, твердые частицы загряэнений связываются этими веществами, образуя на стенках ротора плотную корку. где т — масса частицы загрязнителя; г — текущий радиус, т. е. мгновенное расстояние центра тяжести частицы до оси вращения ротора; ы — угловая скорость вращения частицы вокруг оси ротора очистителя (принимают равной угловой скорости ротора).

Принимая, что угловые скорости жидкости и ротора равны, можем написать яп 0)= —, 30 ' где п — число оборотов ротора в минуту. Под действием центробежной силы г"ч частица загрязнителя, преодолевая сопротивление жидкости г „будет перемещаться в радиальном направлении с некоторой скоростью осаждения л . Одновременно с этим частицы перемещаются вместе с жидкостью через ротор в осевом направлении со скоростью оз: е за= е ' Рис. 334. Расчетная схема центробежного очистителя я<вдкести" где Ч' — расход жидкости через ротор; г — площадь проходного сечения ротора (площадь его сечения в свету). В итоге частица будет перемещаться с результирующей скоростью о под некоторым углом к оси ротора, при достижении стенки которого частица оседает на ней. При этом движении частица испытывает гидравлическое сопротивление, радиальная составляющая г', которого может быть вычислена для сферической частицы по формуле Стокса (силами инерции частицы пренебрегаем) г", = ЗяреЬ, где (х — коэффициент абсолютной вязкости жидкости; для масла АМГ-10 при ~ = 50' С р = 0,000169 г еек/м', д — условный диаметр частицы.

Для равномерного движения частицы будет, справедливо равенство В соответствии с этим можем написать лцо зг = ЗЯРеЬг Центробежная сила, действующая на механическую частицу" аагрязнителя а, вращающуюся вместе с ротором, выражается Р'ч = жги, (479) Подставив значение массы т=- я( — ) ~, получим я*п~Руг Зрю 5400х Р' где у — объемный вес частицы. Из этого выражения находим минимальный диаметр я' частицы загрязнителя, осаждающейся при данной скорости в роторе очистителя за один проход через него жидкости: (480) В приведенных упрощенных выражениях мы пренебрегли влиянием некоторых прочих действующих сил (силы Архимеда, веса и пр.). С учетом влияния плотности жидкости значение у в последкам уравнении должно быть заменено разностью весовых плотностей частицы загрязнителя у, и жидкости у Ау=у — у ° В соответствии с этим минимальный диаметр д частицы загрязнителя (частица условно принята шарообразной формы), отделяемой очистителем из жидкости АМГ-10 (р = 0,000169 г сел!слз), может быть вычислен по выражению а Г Ьус' Поскольку определение величины угловой скорости жидкости связано с большими трудностями, при приближенных расчетах очистителей значение ее обычно приравнивают угловой скорости ротора.

Критическая скорость потока. При установлении расхода жидкости через ротор следует учитывать, что при известном его значении частицы загрязнителя (в особенности высокодисперсные) не успеют осесть на стенки ротора и будут уноситься из него пото.ком жидкости. Поэтому существует максимальная (критическая) скорость потока жидкости через ротор: е„ ваалх л' ° где Ч,„— максимальный (критический) расход, соответствующий началу уноса частиц; Р— площадь поперечного сечения камеры ротора (сечения потока).

Для практических расчетов можно принять и„м„з = 10 см(сек. 564 При заполнении ротора осадком окружная скорость жидкости уменьшается, а осевая возрастает, и воаможность уноса частиц со стенок потоком жидкости повышается. Поэтому работа центрифуги без очистки ротора допустима до -25% ааполнения его емкости осадком. В соответствии с этим осевая скорость потока ж~дкости, проходящей череа ротор, е "с= й где ч — выбранный расход жидкости через ротор; величину подбирают такой, чтобы ие ( 0,75 лемех' Рис. 333.

Схема тониослойного центробежного очистителя и ионструкция центробежного очистителя с реаитивным приводом Тоииоелойное центрифугирование. Для уменьшения пути осаждения частиц применяют тонкослойное центрифугирование, при котором поток в роторе центрифуги делится с помощью вставки в виде пакета конических труб на концентрические слои толщиной -$ лглг и менее, величина которых и является максимальной длиной пути осаждения частицы; помимо уменьшения пути осаждения частиц, увеличивается также поверхность их осаждения, а также улучшаются условия раскручивания жидкости в роторе.