сотрудник
Россия
сотрудник
сотрудник
Россия
сотрудник
ГРНТИ 55.57 Тракторное и сельскохозяйственное машиностроение
Рассмотрена возможность использования для очистки отработанных масел гидроциклонных установок. Теоретически обоснована зависимость степени очистки отработанных масел от нерастворимых примесей, определяемое массовым содержанием частиц в потоке масла, удаляемого через нижнее сливное отверстие, от времени нахождения частицы в гидроциклоне и радиуса поверхности нулевой осевой скорости, определяющей разделение потока масла и унос частиц через верхнее или нижнее сливные отверстия.
гидроциклон, очистка масла, силы действующие на частицу, критерий сепарации, геометрические параметры.
Рациональное и экономное применение нефтепродуктов и обострившиеся проблемы охраны окружающей среды ставят задачи по вторичному использованию отработанных продуктов нефтяной промышленности. Регенерация и возвращение в оборот отработанных моторных масел – один из эффективных путей решения этой актуальной задачи.
Анализ и обсуждения результатов. Одним из важнейших этапов восстановления отработанных масел является их очистка от различного рода загрязнений (продуктов износа, термического разложения масел и др.). В настоящее время наиболее широко в виде технических средств очистки используются сепараторы и центрифуги. Однако, при высокой эффективности, они имеют ряд недостатков. Наиболее перспективным является использование для этих целей гидроциклонов.
Гидроциклон (рисунок 1) представляет собой аппарат, состоящий из цилиндрической части 1, к которой снизу примыкает широким основанием коническая часть 7, а сверху крепится промежуточная сливная камера 3 с патрубком для отвода верхнего продукта. Между цилиндрической частью и сливной камерой устанавливается диафрагма 6, а в нижней части конуса закрепляются сменные насадки 8 [1].
Процесс разделения отработанных масел на фракции в гидроциклоне может быть представлен следующим образом. На частицу, находящуюся в потоке жидкости в гидроциклоне, действуют следующие силы (рисунок 2): центробежная Рц, отбрасывающая частицу к периферии; радиальная сила Рr, возникающая от действия радиального потока жидкости и направленная к оси аппарата; сила Кориолиса Рк.
Данная сила перемещает частицу в окружном направлении относительно потока; сила сопротивления среды Рс, препятствующая осаждению частицы; сила инерции Ри, образующаяся вследствие изменения скорости осаждения [2].
Если вследствие малости частицы, принять, что она увлекается потоком во вращательное движение с угловой скоростью ω, то основная действующая на нее сила – центробежная [3]:
(1)
где mч – масса частицы, кг; ω - угловая скорость вращения, с-1; rв – радиус вращения частицы, м; ρч – плотность частицы, кг/м3; υ – линейная локальная скорость потока, м/с.
Сила инерции Ри обусловлена изменением относительной скорости частицы в потоке среды при перестройке профиля скорости частицы на входе в цилиндрическую часть гидроциклона. Поток жидкости входит в циклон с начальной скоростью υí (скорость жидкости во входном патрубке циклона); затем профиль скорости изменяется по линии 1–1 (рисунок
При переходе жидкости в искривленный канал входного патрубка, профиль скорости v изменяется (рисунок 2 линия 2–2) и ее распределение по сечению входного канала соответствует закону [4]:
υrn=const, (2)
где n – показатель свободы.
Большинство исследователей принимает n = 1 [1-5].
Скоростью сепарации частиц называют вектор
(3)
где
Вследствие изменения скорости сепарации частицы появляется дополнительная сила инерции [7]:
, (4)
где τ – время сепарации частицы, ч.
1. Глущенко А.А. Результаты испытаний гидроциклона для очистки масел// Известия СПб ГАУ/ , - СПб, 2008. - № 12 . – С. 254-258.
2. Глущенко А.А., Обоснование параметров гидроциклона для очистки отработанных масел// Вестник МГАУ./ Агроинженерия. 2009.- №3, С. 82-85.
3. Шестов Р.Н. Гидроциклоны. – Л.: «Машиностроение», 1967. – С.80.
4. Бонет М. Разделение двух жидкостей в гидроциклоне/ М. Бонет.– М.: ВИНИТИ, 1974. – 30 с.
5. Гутман, Б. М. Расчет гидроциклонных установок для нефтедобывающей промышленности/ Б.М. Гутман, В.П. Ершов, А.М. Мустафьев. – Баку:. Азернешр, 1983. - №3- 109 с.
6. Измайлова А.Н. Экспериментальное исследование работы гидроциклонов на тонкодисперсных суспензиях./А.Н. Измайлова// Химическое и нефтяное машиностроение. – 1976. - №5. – С. 15-18.
7. Шестов Р.Н. О воздушном столбе в гидроциклонах// Известия ВУЗов СССР. Пищевая технология, 1965.– №2 – С.156-159.
8. Мустафьев А.М., Гутман Б.М. Гидроциклоны в нефтедобывающей промышленности. – М.: Недра, 1981. – 260 с.
9. Boner C.J. Gear and transmission Lubricants. London:, Press Reliz, 2001. – 98 а.р.
10. Hillard J.C. Fuel Economiin Road Vehicles Powered by Spark Ignition Engines/ J.C. Hillard, G.S. Springer. Plenum Press New York and London, 1988. - 600 a.p.
11. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1974. – 711 с.
