Схемы включения сепаратора в топливную систему

Сепара­тор может быть включен в топ­ливную систему по различным вариантам: последовательно пос­ле отстойной цистерны, минуя отстойную цистерну, байпасно. Режимы работы сепаратора так­же изменяются в зависимости от концентрации примесей в топли­ве. На рис. 59 изображены 3 возможные схемы включения се­паратора в топливную систему.

В схеме I топливо с концен­трацией С₀, забираемое из ци­стерны А, очищается в сепара­торе, где концентрация диспер­сной фазы понижается до С₁, и поступает в цистерну Б. При этом для обеспечения на вы­ходе из сепаратора концентрации С₁ его производитель­ность должна быть Q. Тогда время работы сепаратора для очистки топлива объемом W составит ?₁ = W/Q.

Во II схеме (байпасная схема включения сепаратора) концентрация дисперсной фазы является переменной во времени величиной С = f (?). Время сепарации по этой схеме включения можно найти из выражения

III схема (комбинированная) является сочетанием первой и второй схем. Процесс очистки в ней разбит на 2 этапа. Сначала топливо с концентрацией С₀, забираемое из цис­терны А, очищается в центробежном сепараторе и поступа­ет в цистерну Б. При этом сепаратор настраивают на про­межуточную производительность Q_np, при которой концентрация дисперсной фазы на выходе из сепаратора со­ставит С_пр, (причем С_пр > С₁). Время работы сепара­тора на этом этапе ?₃' = W/Q_пр.

После сепарации всего топ­лива начинается второй этап работы. Топливо для очистки в сепараторе (при байпасной схеме включения) поступает из цистерны Б. При этом се­паратор должен работать до тех пор, пока концентрация в цистерне не снизится до требуемого значения С₁ (кон­центрация здесь будет изменяться от С_пр до С₁). Вре­мя работы сепаратора на втором этапе

Суммарное время работы сепаратора по схеме III скла­дывается из времени первого и второго этапов

Сравнивая затраты времени на очистку топлива данно­го объема (т. е. снижение концентрации от первоначальной С₀ до требуемой С₁) по трем схемам включения сепаратора, можно видеть, что в III схеме время ?₃ зависит от проме­жуточной концентрации примесей С_пр. Анализ показал, что оптимальное значение промежуточной концентрации С_пр^опт можно рассчитать по формуле

На рис. 60 приведены результаты расчета времени ра­боты сепаратора по трем рассмотренным схемам для исход­ной концентрации воды С₀ = (0,8?4,0)%. Конечная кон­центрация принята равной 0,4 %. [По оси ординат отложе­но не абсолютное время ?, а ? / (aW)]. Из рисунка 60 видно, что при больших значениях С₀ наиболее эффективна ком­бинированная схема включения III).

Так, при начальной доле в топливе воды С₀ = 4,0 % схема III в 1,5 раза эффективнее схемы I и в 3 раза байпасной схемы III. Однако если задаться начальной долей воды С₀ менее 1 %, то эф­фективнее схема II.

Таким образом, при малых значениях начальной кон­центрации воды (до 0,8%) наиболее эффективна схема II; при концентрациях воды в пределах 1 — 1,5% рекоменду­ется применять схему I; при С₀ >1,5% эффективнее схе­ма III (комбинированная), причем ее эффективность уве­личивается с ростом доли в топливе воды; в случае повы­шенного («аварийного») обводнения топлива рекомендуется комбинированная схема, при этом сепаратор необходимо настраивать на обеспечение оптимальной промежуточной концентрации С_пр^опт согласно выражению (59).