Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Приведены результаты экспериментальных исследований гидравлического сопротивления проволочных тканых сеток с ячейками микронных размеров на ламинарном режиме фильтрации. Для оценки гидравлического сопротивления сеток использована величина коэффициента проницаемости. С целью устранения влияния масштабного фактора на результаты проведенных исследований введена безразмерная величина этого параметра в виде отношения коэффициента проницаемости к квадрату размера ячейки сетки. Исследования проведены на безнапорной гидравлической установке по специально разработанной методике, обеспечивающей высокую точность определения этого параметра. Установлено влияние типа переплетения проволоки на величину безразмерного коэффициента проницаемости. Характер влияния типа переплетения проволоки на величину этого параметра подтвержден результатами анализа внутренней структуры проволочных сеток. На основе полученных данных разработана методика выбора типа сетки для изготовления фильтровальной перегородки с оптимальными характеристиками при заданной величине номинальной тонкости фильтрования. На основе канальной модели пористого тела проведена оценка величины коэффициента гидравлического сопротивления проволочных сеток с различным типом переплетения проволоки. Установлена зависимость этого параметра от типа переплетения проволоки. Показана необоснованность использования коэффициента извилистости пор при оценке гидравлического сопротивления сеток.
проволочная сетка, способ переплетения проволоки, размер ячеек, коэффициент проницаемости, фильтр.
1. Введение в проблему
Надежность функционирования гидравлических систем ракетно-космической и авиационной техники в значительной степени зависит от чистоты используемых в них жидких сред. Наличие твердых частиц в компонентах топлива и в рабочих жидкостях гидропривода систем управления летательных аппаратов ведет к забиванию форсунок и нарушению работоспособности подвижных элементов регулирующей аппаратуры, что становится причиной их отказа и возникновения аварийных ситуаций с тяжелыми последствиями для людей и окружающей среды. Так, согласно [1] до 50% всех отказов гидравлических систем авиационной техники вызвано чрезмерным загрязнением используемых в них рабочих жидкостей.
Для очистки жидкостей гидравлических систем от механических загрязнений широко используют встроенные фильтры с перегородками из проволочных тканых сеток различных типов [2]. Сочетание однородности внутренней структуры, присущей всем тканым материалам, с механической прочностью металлической проволоки обеспечивает высокую надежность таких перегородок, а варьирование диаметром, химическим составом и способами переплетения проволоки позволяет получать фильтровальные материалы с очень широким спектром характеристик для работы практически в любых условиях эксплуатации.
Как известно, основными эксплуатационными характеристиками фильтровальных перегородок являются номинальная тонкость фильтрования ан и гидравлическое сопротивление, описываемое зависимостью перепада давления Δр на перегородке от удельного объемного расхода q фильтруемой среды. При изготовлении перегородок из проволочных тканых сеток величину ан обычно принимают равной размеру ячейки сетки aяч, а зависимость Δр=f(q) определяют экспериментально.
1. Белянин П.Н. Промышленная чистота машин / П.Н. Белянин, В.М. Данилов. — М.: Машиностроение, 1982. — 224 с.
2. Пористые проницаемые материалы: справ. изд. / С.В. Белов [и др.]; Под общ. ред. С. В. Белова — М.: Металлургия, 1987. — 335 с.
3. Капиллярные системы отбора жидкости из баков космических аппаратов / В. В. Багров [и др.] — М.: УНТЦ «ЭНЕРГОМАШ», 1997. — 328 с.
4. Белов С.В. Гидравлическое сопротивление тканых металлических сеток / С.В. Белов, В.А. Девисилов, В.Н. Жданов // Химическое и нефтяное машиностроение. 1989. № 8. — С. 26–28.
5. Armor G.C. Fluid flow through woven screens / G.C. Armor, G. N. Kannon // J. of AIChE. 1968. Vol. 14, № 3. — P. 415–420.
6. Белов С.В. Распределение просвета по толщине фильтровых сеток / С.В. Белов, В.С. Спиридонов // Порошковая металлургия. 1982. № 3. — С. 68–72.
7. Девисилов В.А. Металлические проволочные сетки для фильтрования жидкостей и газов / В.А. Девисилов, В.С. Спиридонов // Безопасность в техносфере. 2009. № 3. — С. 36–45.
