Семернин А.Н., Семернин Н.А., Кокаев У.Ш., Нармаганбетов С.А.

 

Таразский государственный университет имени М. Х. Дулати, Казахстан

 

 

ТЕОРИЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ТОПЛИВ КОАГУЛИРУЮЩИМИ ПЕРЕГОРОДКАМИ

 

 

Современные представления о механизме обезвоживания топлив пористыми коагулирующими перегородками.

В соответствии с современными представлениями механизм обезвожива­ния топлив коагулирующей перегородкой включает сле­дующие этапы: при­ближение и соприкосновение микрокапель воды с волокнами; вытеснение микрокаплей воды топливной плёнкой с по­верхности волокна; адгезию микрокапли воды к волокну; коалисценцию микрокапель воды, прилипших к волокну с микрокаплями, нахо­дящимися в потоке; отрыв капли с поверхности волокна; течение водотопливной эмульсии через коагулирующую перегородку; осажде­ние капель воды в отстойник [1].

Приближение и соприкосновение микрокапель воды с волокнами.

Различают три вида приближения микрокапель воды к волок­нам и после­дующего их соприкосновения: перехват (прямое сопри­коснове­ние микрокапель с волокнами), броуновская диффузия и инерционное столкновение [2,3].

Эффективность перехвата микрокапель воды можно оценить ис­пользуя формулу:

 

                                 (1)

 

где  – коэффициент перехвата;

dв – диаметр волокна, м;

Re – число Рейнольдса.

Число Рейнольдса определяется по формуле:

                                                                                 (2)

 

где Vп – скорость потока топлива, м/с.

Анализ формул (1) и (2) показывает, что эффективность пере­хвата за­висит от диаметра волокон и капли: чем меньше диаметр во­локна и больше диаметр капли, тем больше эффективность перехвата. При возрастании скоро­сти потока эффективность перехвата также увеличивается.

Эффективность диффузионного взаимодействия капель воды и волокон можно оценить по формуле [3]:

 

                                                       (3)

 

где D – коэффициент диффузии, м2/с.

Из формулы (3) видно, что эффективность диффузии снижа­ется с ростом скорости потока, диаметра капли и волокна.

Эффективность инерционного столкновения капли воды с во­лок­ном опре­деляется по формуле [1-3]:

 

                                                                     (4)

 

где Ки – коэффициент инерционной силы.

Коэффициент инерционной силы можно вычислить по фор­муле:

 

                                                                        (5)

 

Анализ уравнений (4) и (5) показывает, что эффективность инерцион­ного столкновения возрастает при уменьшении диаметра волокон, плотности и динамической вязкости топлива, а также при увеличении диаметра капли и скорости потока. Практически инерци­онное столкновение играет незначитель­ную роль в приближении ка­пли.

Общие закономерности, полученные при рассмотрении эффек­тивности взаимодействия микрокапли воды с отдельным волокном, справедливы и для слоя волокон, хотя оценить общую эффективность приближения капель воды к волокнам, расположенным в коагулирую­щей перегородке весьма сложно, так как волокна распо­ложены в ней хаотично. Следует отметить, что с увеличением плот­ности расположе­ния волокон в коагулирующей перегородке эффек­тив­ность перехвата и диффузии возрастает, причём для перехвата это возрастание наблюда­ется в большей степени, чем для диффузии. Эф­фективность всех видов взаимодействия капель воды с волокном уменьшается при понижении темпера­туры. Особенно снижается эф­фективность инерционного столкновения, так как коэффициент инерционных сил изменяется прямо пропорционально плотности воды и топлива и обратно пропор­ционально вязкости топлива.

Эффективность диффузии в зависимости от температуры более сложная, так как коэффициент диффузии находится в прямой зависи­мости от абсолют­ной температуры и в обратной от вязкости топлива и числа Рейнольдса.

Таким образом, перехват является основным видом приближе­ния и сопри­косновения капли воды с волокном. Инерционное столк­нове­ние существенной роли в этом процессе не играет, а диффузия может способствовать столкнове­нию с волокнами очень мелких ка­пель воды.

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Рыбаков К.В., Жулдыбин Е.Н., Коваленко В.П. Обезвожива­ние авиа­ционных горюче-смазочных материалов. – М.: Транспорт, 1979. – 184 с.

2. Колосюк Д.С., Кузнецов А.В. Автотранспортные топлива и смазоч­ные мате­риалы. – К.: Вища школа, 1987. – 191 с.

3. Повышение чистоты дизельных топлив в системе питания больше­грузных автомобилей. Научный отчёт, инв. №02.87.0015062. Д.: 2006. – 46 с.

4. Семернин А.Н. Автоматический клапан для слива воды. Ана­литиче­ский об­зор: – Тараз, Жамбылский ЦНТИ, 2007. - 23 с.