Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования влияния степени холодной деформации при прокатке на прочностные и гидравлические характеристики металлических сеток, используемых для изготовления фильтровальных перегородок встроенных фильтров. На основе капиллярной модели идеального пористого тела получена аналитическая зависимость коэффициента проницаемости сетки от степени ее обжатия и относительного удлинения при прокатке. Результаты теоретического исследования сопоставлены с экспериментальными данными, полученными при фильтрации сжатого воздуха и минерального масла через образцы сеток с различной степенью холодной деформации. Представлены экспериментальные зависимости относительного удлинения и предела прочности сеток от степени их холодной деформации. Приведены результаты визуальных исследований состояния поверхности деформированных сеток. Получена зависимость площади пятен контакта на поверхности сеток от степени обжатия. Проведен анализ влияния пятен контакта на гидравлические характеристики многослойного сетчатого материала, используемого для изготовления фильтровальных перегородок. Результаты экспериментальных исследований гидравлических характеристик сеток обработаны в виде безразмерной зависимости коэффициента гидравлического сопротивления от числа Рейнольдса потока фильтруемой среды.
металлическая сетка, пористый материал, холодная деформация, прочность, проницаемость, фильтр.
1. Введение в проблему
Безопасность полетов воздушных судов в значительной степени зависит от чистоты рабочих жидкостей авиационных гидросистем, поддерживаемой на требуемом уровне встроенными фильтрами [1, 2]. Условия эксплуатации этих фильтров характеризуются широким диапазоном рабочих температур (от –50 °С до +150 °С), высокими уровнями давления и значительной вязкостью рабочих жидкостей, а также наличием ударных пусковых нагрузок на фильтровальные перегородки. Жесткие условия эксплуатации встроенных фильтров дополняются повышенными требованиями к их надежности, обусловленными тяжелыми социально-экономическими последствиями аварий на авиационном транспорте [3].
В наибольшей степени сложным условиям эксплуатации отвечают фильтры, оснащенные фильтровальными перегородками из комбинированных пористых сетчатых металлов (КПСМ), получаемых горячей прокаткой в вакууме многослойных пакетов проволочных сеток [4, 5]. Эти материалы обладают высокой механической прочностью, технологичны при изготовлении фильтровальных перегородок сложной конфигурации, а использование в пакете различных комбинаций проволочных сеток позволяет получать фильтровальные перегородки с разнообразными эксплуатационными характеристиками. Требуемая тонкость фильтрования КПСМ обеспечивается фильтровальным слоем, образованным сетками с мелкими ячейками, а высокая механическая прочность достигается за счет наличия в пакете опорного слоя, формируемого из сеток с крупными ячейками, изготавливаемых из более толстой проволоки.
1. Косточкин В.В. Надежность двигателей и силовых установок. М.: Машиностроение, 1988.
2. Сырицын Т.А. Эксплуатация и надежность гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1990.
3. Шумилов И.С. Системы управления рулями самолета. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2009.
4. Синельников Ю.И., Третьяков А.Ф., Матурин Н.И., Колесников А.Г. Пористые сетчатые материалы. М.: Металлургия, 1983.
5. Новиков Ю.М., Большаков В.А. Высоконадежные регенерируемые фильтры и фильтроэлементы из комбинированного пористого сетчатого металла (КПСМ) для сложных технических объектов // Безопасность жизнедеятельности (БЖД). 2001. № 7. С. 13–18.
6. Белов С.В., Новиков Ю.М., Колесников А.Г., Большаков В.А. Многослойные комбинированные фильтрующие материалы // Вестник машиностроения. 1991. № 6. С. 31–33.
7. Collins K.E. Flow of fluids through porous materials. New York, 1961.
8. Кирсанов Ю.А., Назимов Р.А., Башкирцев Г.В. Геометрические и теплофизические характеристики высокопористой структуры // Известия вузов. Авиационная техника. 2010. № 2. С. 49–52.
9. Пористые проницаемые материалы / Под общ. ред. С.В. Белова. М.: Металлургия, 1987.
10. Зейгарник Ю.А., Поляков А.Ф., Сухорученко С.Ю., Шехте Ю.П. Гидравлические характеристики оболочек из пористых сетчатых материалов // ТВТ. 1996. Т. 34, вып. 6. С. 924–928.
11. Девисилов В.А., Спиридонов В.С. Металлические проволочные сетки для фильтрования жидкостей и газов // Безопасность в техносфере. 2009. № 3. С. 36–45.
12. Белов С.В., Девисилов В.А., Жданов В.Н. Гидравлическое сопротивление тканых металлических сеток // Химическое и нефтяное машиностроение. 1989. № 8. С. 26–28.
