В.М. Капцевич, В.К. Корнеева, А.Н. Леонов, Т.А. Богданович

Проведен анализ основных механизмов, приводящих к столкновению частиц загрязнений со стенками поровых каналов. На примере моторного масла установлены зависимости вероятностей осаждения частиц загрязнений в фильтрующем материале от размеров его частиц, природы частиц загрязнений, температуры очищаемой среды и скорости фильтрации.

Процесс фильтрования является наиболее простым и эффективным способом удаления загрязнений при очистке жидкостей и газов [1-5]. Известными и широко применяемыми примерами фильтрования являются: очистка моторных масел и рабочих жидкостей гидравлических систем, также стерилизационное фильтрование напитков, соков, пива, вина, медицинских и биохимических продуктов и др.

Фильтрование - наиболее полное удаление всех частиц из смазочных материалов, когда доля твердой фазы в ней невелика (1-10 г/м3).

Фильтрование является гидродинамическим процессом, скорость которого прямо пропорциональна разности давлений, создаваемых по обеим сторонам фильтрующего материала (ФМ), и обратно пропорциональна сопротивлению, испытываемому жидкостью при ее движении через поры ФМ и слой образовавшегося осадка. В зависимости от решаемой задачи фильтрование разделяют на поверхностное (рис. 1, а) и глубинное (рис. 1, б). При очистке смазочных материалов основным является глубинное фильтрование.

При глубинном фильтровании основными процессами осаждения (кольматации) являются как непосредственный механический захват часгиц твердой фазы, так и их адсорбция под действием физических и химических сил на внутренней поверхности пор ФМ. При этом методе фильтрования удается отделить значительную долю частиц твердой фазы, размеры которых меньше размеров пор, хогя на основании чисто геометрических соогношений этих размеров, кажется, что указанные частицы могли бы свободно пройти через ФМ.

Процесс осаждения частиц загрязнений в ФМ зависит от свойств частиц загрязнений, свойств ФМ и очищаемой жидкости, а также режимов ее течения. При решении вопросов, связанных с эффективностью фильтрования, важнейшая роль отводится определению в каждом конкретном случае влияния тех или иных механизмов осаждения [6, 7].

Цель настоящей работы — провести анализ основных физических механизмов, приводящих к столкновению частиц загрязнений со стенками норовых каналов, и на примере моторного масла, в рамках существующих представлений, оценить вероятности этих столкновений.

pdfСкачать статью целиком

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Бутов, Н.П. Научные основы проектирования малоотходной технологии перерабогки и использования отработанных минеральных масел / Н.П. Бутов. — М.: ВНИПТИМЭСХ, 2000.-410 с.
  2. Бродский, Г.С. Фильтры и системы фильтрации для мобильных машин / Г.С. Бродский // Горная промышленность: НПК «ГЕМОС Лтд.», 2003. -360 с.
  3. Коваленко, В.П. Очистка нефтепродуктов ог загрязнения / В.П. Коваленко, В.Е. Турчанинов. - М.: Недра, 1990.- 160 с.
  4. Удлер, Э.И. Повышение эффективности очистки нефтепродуктов в сельском хозяйстве средствами фильтрации / Э.И. Удлер. - Томск: Томский инженерно-строительный институт, 1988. — 124 с.
  5. Капцевич, В.М. Очистка и регенерация смазочных материалов в условиях сельскохозяйственного производства: монография / В.М. Капцевич [и др.]-- Минск: БГАТУ, 2007. - 232 с.
  6. Ison, C.R. Removal mechanisms in bed filtration / C.R.. Ison, K.J. Ives // Chem Eng. Sei. - 1969. -V. 24. -P. 717-724.
  7. Herzig, J.P. Flow of suspensions through porous media / J.P. Herzig. D.M. Leclerc. Le Goff P. // Application to deep filtration. - bid. Eng. Chem -1970. - V. 62. -№ 5.-P. 8-35.
  8. Удов, B.H. Очистка промышленных газов фильтрами / B.H. Удов, Б.И. Мягков. - М.: Химия, 1970.-320 с.
  9. Le Goff. P. Etude sur modele du colmatage d'un milieu filtrant. Ecoulement d'une suspension de microspheres a travers un empilement de macrospheres / Le Goff P.. Delachambre G. // Revue Francaise des Coips Gras. - 1965.-№ l.-P. 3-11.
  10. Maroudas. A. Paiticle deposition in granular filter media / A. Maroudas // Pt. П. - Filtr. Separ. - 1965-V. 2.-№ 5-P. 369-372.
  11. Белов, С.В. Пористые металлы в машиностроении / СВ. Белов. - М.: Машиностроение, 1981. -248 с.
  12. Фукс, Н.А. Механика аэрозолей / Н.А. Фукс.- М.: АН СССР, 1955. - 352 с.
  13. Чен, Ч. Фильтрация аэрозолей волокнистыми материалами / Ч. Чен // Успехи химии, 1956. — Т. 25. — №3. -С. 368-392.
  14. Stairmand С.J. Influence of Inertion on the process of Deposition In Granular media / C.J. Staimiand // Trans.b1st.Ch.En2. - 1950. -V. 28. - P. 130.
  15. Эйнштейн, А. Собрание научных трудов / А. Эйнштейн. -М.: Наука, 1966. - Т. 3. -632 с.
  16. Стечкина, КБ. Исследование в области волокнистых аэрозольных фильтров. Расчет диффузионного осаждения аэрозолей в волокнистых фильтрах / И.Б. Стечкина, Н.А Фукс // Коллоидный журнал, 1967. - Т.29. - № 2. - С. 260-263.
  17. Кирш, А.А Инерционное осаждение аэрозолей в модельных фильтрах при малых числах Рей-нольдса / А.А. Кирш, И.Б. Стечкина // Коллоидный журн, 1977.-Т. 39.-№ 1.-С. 36-43.
  18. Iwasaki, Т. Some notes on sand filtration / Т. Iwasaki // Jour. AWWA. - 1937. - № 29. - P. 1591-1602.
  19. Yao. K. Water and Waste Water Filtration: Concepts and Application / K. Yao [et al.]. // Environmental Science and Technology. - 1971. - Vol. 5. - № 12. - P. 1105-1112.
  20. Левич, В.Г. Физико-химическая гидродинамика / В.Г. Левич. - М.: Государственное издательство физико-химической литературы, 1959. - 700 с.
  21. Bliss. Т. Suspended Solids Washing Overview/ Т. Bliss, M. Ostoja-Starzewski. // IPST Technical Paper Series Number 679. - 1997. - 13 p.