Расчет периодичности очистки элементов от загрязнений

Чтобы установить закономерности процесса фильтра­ции, авторы должны были в лабораторных условиях полу­чить характеристику загрязнения фильтрующих элементов, который может служить зависимость перепада давления на фильтрующей перегородке от времени ее работы при по­стоянном расходе топлива. Пропускная способность фильтрующей перегородки в процессе работы непрерывно уменьшается из-за накопив­шихся загрязнений. Поэтому при постоянном расходе топ­лива увеличивается перепад давления на фильтре. На рис. 73 приведены характеристики загрязнения фильтрующего эле­мента Винслоу.

При математической обработке результа­тов экспериментальных исследований было установлено, что процесс фильтрации идет по закону с постепенным за­купориванием пор фильтрующей перегородки.

При фильтрации с постоянной скоростью вид уравнения, характеризующего этот процесс, будет такой:

где Б₁ — постоянная фильтрации;

? — время фильтрации, мин;

?р_н, ?р — соответственно начальный и текущий перепад давле­ния, МПа.

Приведенное уравнение в координатах, где по оси абсцисс отложено время ?, а по оси ординат—величина

является уравнением прямой линии, проходящей через начало координат с тангенсом угла накло­на Б₁. На рис. 73 также видно, что экспериментальные точки хорошо ложатся на прямую линию. Закон с постепенным закупориванием пор характеризуется тем, что загрязнения частично остаются на поверхности фильтрующего элемента и частично проникают в капилляры. Визуальный осмотр показал, что поверхность элемента покрыта слоем осадка, который можно удалить только путем промывки элемента вручную в дизельном топливе, после чего перепад на филь­тре значительно уменьшается.

На рис. 74 изображены характеристики процесса за­грязнения фильтрующего элемента Софранс. Процесс филь­трации здесь с самого начала идет по промежуточному за­кону, который выражается уравнением

где Б₂ — постоянная фильтрации.

При таком законе частицы загрязнений удерживаются преимущественно на внешней поверхности элемента.

В координатах ? — [?p — р_н] это уравнение являет­ся прямой, проходящей через начало координат с тангенсом угла наклона Б₂. Как видно из рис. 74, точки хорошо ложат­ся на прямую линию. Однако при достижении перепада дав­ления ?р = 0,047 МПа процесс фильтрования идет по дру­гому закону, и точки ложатся на прямую в координатах

что характерно для закона с постепенным закупориванием пор. Изменение закона фильтрации вызывает более быстрый рост сопротивления на фильтре, ибо частицы загрязнений начинают проходить в каналы элемента. Так как с поверх­ности элемента осадок удалить значительно легче, чем из его капилляров, то промывать элемент следует до момента из­менения закона фильтрации, пока процесс идет по промежу­точному закону. Поэтому перепад давления ?p = 0,047 МПа можно рекомендовать как критический и на него настраивать автоматическую промывку элементов обратным пото­ком топлива в фильтрате. Практически промывка элемента Софранс не вызывает трудностей. Осадок удаляется доста­точно легко, после чего на фильтре восстанавливается пер­воначальный перепад. Осадок, образующийся на фильтрующих элементах Со­франс и Винслоу, представляет собой сложную эмуль­сию, которая состоит в среднем из 20% топлива, 70% воды и 10% механических примесей и смол.