Абрамов PDF (1217251), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Импеллер насоса, увлекая жидкость, за счет центробежной силы, вытесняет ее в нижний (по схеме) масляный канал. Попадая в канал, ведущий к клапану давления (КД1), масло, преодолевая сопротивление пружины, поднимаетзолотник, тем самым блокируя возвратный канал (верхний по рисунке). Маслопод давлением продавливается через дроссель (Д1 по схеме) с известным сечением пропускного отверстия. Установленные до и после дросселя врезныеэлектронные манометры М1 и М2 контролируют давление масла на входе ивыходе дросселя и передают сигналы, преобразованные посредством аналогово-цифровых преобразователей, в управляющий ПК.После прохождения манометров в канале установлен расходомер.
При поступлении масла под давлением в полость расходомера, за счет вытеснениямасла в зоне контакта зубьев вдоль оси канала, появляется нескомпенсированное давление на наружные (удаленные от канала) зубья шестерен. При этомшестерни начинают вращаться. Одна из шестерен выполнена из ферромагнитного материала и намагничена в направлении перпендикулярном оси. В 2 ммот вращающейся намагниченной шестерни внутри промежуточной втулкисмонтирован герконовый датчик, в котором, под действием переменного магнитного поля, 2 раза за оборот шестерни будет происходить замыкание контактов. Сигналы о числе замыканий в единицу времени подсчитываются в отдельном аналогово-цифровом преобразователе и в цифровом виде поступаютЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ38в управляющий ПК.
Масло, отрывая шарик обратного клапана КО1 от конического седла и поднимая его до упора в коронку клапана, попадает в верхнююполость. Когда, судя по показаниям расходомера, весь объем масла перекачанверхнюю накопительную полость (ГБ3 по схеме), насос отключается. Приэтом масло перекрывает обратный клапан КО1 и открывает клапан КО2. Поскольку давление оставшегося масла в нижнем канала становится равным атмосферному, золотник клапана давления, под действием пружины, опускается,открывая верхний канал (возвратный).
Масло по возвратному каналу самотеком перетекает обратно из полости ГБ3 в полость ГБ2. Посредством включения электронагревательных элементов, установленных в нижней части полости, масло нагревается до следующей контрольной температуры. Процесс повторяется. Таким образом в процессе работы устройства могут быть получены16 фильтроэлементов с контаминантами (по 4 одинаковых секторных фильтрав 4 группах по фракционному составу), а также полный перечень данных дляпостроения вязкостно-температурной кривой.
Управляющий ПК строит кривую и сравнивает ее с имеющейся базой данных.Для дальнейшего анализа образцов контаминантов возможны нескольковариантов.Первый вариант – использование недорогого комплекса химического анализа. Принцип его действия заключается в том, что каждый из 16 фильтроэлементов помещается в колбу, после чего в каждую группу из 4 образцов, по 1каждой фракции, добавляется 4 специально подобранных реагента, вступающих в качественную реакцию с одним из искомых веществ и не реагирующихс другими. При прохождении реакции искомое вещество в виде соли выпадаетв осадок, уменьшая оптическую плотность раствора.
Уменьшение оптическойплотности определяется фотоколориметром или денситометром. По степенизатемнения раствора определяют содержание в контаминанте искомого вещества. Существенных недостатков у этого метода два – относительно высокиепогрешности, и, что существенно более важно, невозможность проведения качественных реакций на химически близкие элементы, например, на железо имедь.
Во всех качественных реакциях они реагируют идентично, то есть данный метод позволит определить только общую их концентрацию в образце.Существенным достоинством метода является его простота и дешевизна необходимых приборов и реагентов.Второй метод – использаовние такого метода электрохимического анализа,как полярографии. Метод основан на измерении зависимости тока от напряжения на ртутно-капельном электроде. Получающиеся зависимости, так называемые вольтамперные кривые или вольтамперограммы, зависят от составаЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ39раствора и позволяют проводить одновременно качественный и количественный анализ содержащихся в растворе микропримесей.
Протекание электрического тока в водном растворе связано с движением ионов, образованных в результате электролитической диссоциации. Протекание тока через ртуть, другие металлические и углеродные материалы – с движением электронов. Поэтому на границе электрод/раствор должен существовать какой-то процесс,обеспечивающий переход потока ионов в поток электронов, иначе ток не пойдет. Такой процесс представляет собой электрохимическую реакцию.
Количество прореагировавшего вещества определяется законом Фарадея, то естьпропорционально прошедшему через электрод заряду Метод основан на анализе кривых зависимостей силы тока от приложенного к электрохимическойячейке напряжения — так называемых полярограмм. В зависимости от формыи скорости изменения поляризующего напряжения различают постояннотоковую (классическую), переменнотоковую, высокочастотную, импульсную, осциллографическую полярографию, варианты метода имеют различные чувствительность (минимально определяемая концентрация вещества) и разрешающую способность (допустимое отношение концентраций определяемогокомпонента и сопутствующих). В ячейке для полярографии присутствуют поляризуемый и неполяризуемый электроды, площадь первого должна быть значительно меньше площади второго — в таком случае идущая на нём электродная реакция не вызывает заметных химических изменений в растворе илиизменения разности потенциалов.
В качестве поляризуемого электрода могутбыть использованы ртутно-капающий электрод, стационарный ртутный электрод, твёрдые электроды из графита, благородных металлов и пр.Как уже было упомянуто выше, все элементы стенда питаются от аккумуляторной батареи. Связь элементов в единую систему осуществляется посредством блока реле и АЦП, а также управляющего ПК.2.2. Расчет элементов устройства.Определим взаимосвязь определяемых датчиками величин с искомым параметром вязкости.
Вязкость - свойство жидкости оказывать сопротивлениеотносительному движению (сдвигу) частиц жидкости. Это свойство обусловлено возникновением в движущейся жидкости сил внутреннего трения, ибоони проявляются только при ее движении благодаря наличию сил сцеплениямежду ее молекулами. Характеристиками вязкости являются: динамическийкоэффициент вязкости η и кинематический коэффициент вязкости ν. ВеличиЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ40ны кинематической и динамической вязкости связаны выражением:=(2.1.)где ρ – плотность жидкостиНаиболее распространенными методами измерения вязкости жидкости являются метод Стокса и метод капиллярного дросселирования.
Метод Стоксазаключается в измерении времени опускания шариков известной массы иплотности в столбе жидкости и определение доли сопротивления жидкости врезультирующей вертикальной силе. Метод капиллярного дросселированиязаключается в измерении взаимосвязи величин объема жидкости и времени, закоторое этот объем протекает через цилиндрический капилляр под действиемизвестного перепада давлений.
Взаимосвязь измеряемых величин определяется формулой Пуазёйля:= 48∆ =4128∆(2.2.)где Q – подача (объем жидкости в единицу времени), м3/сR – радиус капилляра, мD – диаметр капилляра, м - коэффициент динамической вязкостиl – длина капилляра, м∆Р – градиент давленийВыразим искомый коэффициент динамической вязкости4 = 128 ∆(2.3.)Учитывая, что, исходя из определения подачи:=(2.4.)Применительно к разрабатываемому стенду, более целесообразно привести формулу к виду:ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ414 = 128 ∆(2.5.)где V – зафиксированный объем перекачанной жидкостиt – время течения жидкости через дроссельЗадавшись базовыми параметра дросселя, определим требуемые параметры насоса:D=0.5 мм = 0.0005 мl=5.5 мм = 0.0055 мЗа исходную величину возьмем целесообразную продолжительностьдиагностирования.Суммарное время диагностирования можно выразить суммой составляющих технологических операций:диагн = заб + опр ВТХ + ан.(2.6.)где заб - время забора образца исследуемого масла, примем равным 30мин.ан.
- время химического или электрохимического анализа образцов. Взависимости от выбранной комплектации стенда, для 16 образцов составит30-60 минут. Предварительно примем 45 минутопр ВТХ - время технологического процесса определения ВТХ масла.Время определения ВТХ предварительно можно определить как:опр ВТХ = фильтр. + охл + ∑=1(нагр∆ + дрос + обр )(2.7.)где фильтр. - скорость прохождения 200 мл масла через 4 последовательных слоя фильтроэлементов. Величина сильно зависит от диагностируемого масла и от принятых величин ячеи фильтроэлементов. Предварительнопримем равным 5 минутохл - время охлаждения масла от комнатной температуры до температуры построения первой точки ВТХ.нагр∆ - время нагрева масла на величину шага изменения температурыn – количество точек для построения кривой ВТХЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ42дрос - время дросселирования масла через капилляробр - время обратного тока жидкости из полости РД3 в полость РД2.Для предварительного расчета примем следующие величины и параметры:тип диагностируемого масла – моторноехарактеристика масла по SAE J-300 - 10W40диапазон температур диагностирования (-40С - +150С)шаг изменения температуры 10СПреобразуем формулу 2.7:опр ВТХ = фильтр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
