Гравітаційний очищувач авіаційних палив

Изобретение относится к устройствам очистки авиационных топлив от механических примесей. Известны гравитационные очистители [1], [2] и [3], имеющие корпус, оборудованный патрубками ввода, отстойной частью, разделенной горизонтальными параллельными осадительными пластинами на ярусы и патрубком отвода. Такие очистители имеют значительные габаритные размеры, обладают невысокой степенью очистки и производительностью. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является фильтр-отстойник, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода топлива, круглые осадительные пластины, установленные на центральной трубе, узел сбора механических примесей со сливным патрубком [4]. Недостатком указанного фильтра-отстойника является использование его только для очистки дизельного топлива, что существенно сужает область его применения. Так как известный фильтр-отстойник используется преимущественно в топливных системах дизельных двигателей, он обладает невысокой производительностью. Кроме того, в данном фильтре-отстойнике осадительные пластины расположены на расстоянии друг от друга, которое выбирается эмпирически, что не позволяет добиться требуемой степени очистки. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования гравитационного очистителя авиационных топлив, в котором путем установления оптимального расстояния h между осадительными пластинами, набранными в пакет, обеспечивается ламинарное течение топлива, при котором скорость его на стенках канала между осадительными пластинами равно нулю, благодаря чему предотвращается смыв частиц механических примесей, осевших на пластины и за счет этого повышается производительность гравитационного очистителя и степень очистки топлива. Поставленная задача решается тем, что в гравитационном очистителе топлив, содержащем корпус с патрубками ввода и вывода топлив, круглые осадительные пластины, расположенные на центральной , трубе, согласно с изобретением набраны в пакет на установленном оптимальном расстоянии h друг от друга, определяемом из соотношения где А, В, С - константы для авиационных топлив ТС-1. РТиТ-1: d - диаметр частиц механических примесей, см: t - время осаждения механических примесей, с; е - основание натурального логарифма; е-2,7. Таким образом установление оптимального расстояния h между осадительными пластинами, набранными в пакет, предотвращает смыв частиц механических примесей, осевших на пластины и за счет этого повышается производительность гравитационного очистителя и степень очистки топлив. На фиг. 1 представлен гравитационный очиститель; на фиг. 2 - пакет осадительных пластин. Гравитационный очиститель состоит из корпуса 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3, сливного крана 4, крышки 5 с воздухоспускным краном 6 и пакета осадительных пластин 7, обеспечивающего осаждение частиц загрязнений, установленного на центральной трубе 8. Корпус 1 - цилиндрическая обечайка, к нижней части которой приварено коническое днище. В коническом днище расположен патрубок ввода 2, сливной кран 4 и приварены четыре ножки 9, а в верхней части корпуса - фланец 10 для крепления крышки 5. Крышка 5 представляет собой сферический колпак, в нижней части которого приварен фланец 11 для крепления к корпусу 1, в верхней - патрубок 3, имеется воздухоспускной кран 6 и две ручки 12 для снятия крышки 5. Соединение корпуса и крышки осуществляется болтами 13. Пакет осадительных пластин 7 состоит из осадительных пластин 14, собранных на расстоянии h друг от друга. При этом h определяется расчетным путем из соотношения где А, В, С - константы для авиационных топлив d - диаметр осадительных частиц механических примесей, см; t - время осаждения механических примесей, с; е - основание натурального логарифма; е = 2,7. При сборке пакета осадительных пластин, осадительные пластины 14 и шайбы 15 поочередно нанизываются на стяжные штанги 16 и затягиваются гайками 17, образуя пакет осадительных пластин 7. Каждая осадительная пластина 14 с двумя соседними образует каналы 18 для прохода жидкости и осаждения механических примесей. Центральная труба 8 предназначена, для монтажа пакета осадительных пластин 7, а также для ввода топлива в каналы 18. Для прохода топлива центральная труба 8 имеет продольные отверстия 19. Очиститель работает следующим образом: топливо поступает в корпус 1, установленный на ножках 9, через патрубок ввода 2, центральную трубу 8 и продольные в ней отверстия 19 попадает в каналы 18 пакета осадительных пластин 7, образованного из осадительных пластин 14 и шайб 15 поочередно нанизанных на стяжные штанги 16 и затянутых гайками 17, стабилизируется и равномерно распределяется по всей поверхности осадительных пластин. В каналах 18 топливо и механические примеси за счет разницы в их плотностях разделяются: топливо движется к патрубку вывода 3, расположенным в крышке 5 с воздухоспускным краном 6, ручками 12 для ее снятия и фланцем 11 для крепления к фланцу 10 корпуса 1, а мехпримеси под действием сил тяжести осаждаются на пластины 14. Скорость течения топлива на стенках канала 18 равна нулю, те. течение топлива внутри канала ламинарное, благодаря чему предотвращается смыв частиц механических примесей, осевших на пластинах 14. Отделившиеся мехпримеси периодически удаляются из гравитационного очистителя через сливной кран 4 Рассмотрим пример 1 для авиационных топливТС-1. РТиТ-1. Пример 1. Определить расстояние h между осадительными пластинами гравитационного очистителя для осаждения имеющихся в авиационных топливах ТС-1. РТ и Т-1 частиц мехпримесей диаметром 0,02 см. при производительности Q = 3330 см3/с, радиусе осадительных пластин R = 74 см, радиусе патрубка ввода топлива го = 5 см, числе осадительных пластин, набранных в пакет, n = 90. Запишем дифференциальное уравнение движения частицы, которое в проекциях на ось Υ имеет вид где m - масса частицы, равная Р/д; g - ускорение свободного падения, равное 981 см/с , Считая частицу мехпримеси шариком диаметром d, можно записать выражения для сил, состоящих в правой части уравнения (2) где rч - плотность частицы мехпримеси, равная 3; rт -плотностьавиационныхтопливТС-1. РТ равная 0,775; Т-1 - 0,800, n т коэффициент кинематической вязкости топлив, равный 0,015; Ϋ - проекция скорости частицы на ось Y. Подставляем эти значения в выражение для каждой из сил После подстановки в (2) имеем для ТС-1, РТ: для Т-1 или, деля на 1,57 d3, получаем для ТС-1, РТ; для Т-1, Окончательно Ϋ « 727,46 - 0,070 Y/d2 для ТС-1, РТ; . Ш решения (3'J и (3") получили В результате для ТС-1, РТ; (41) для Т-1. (4") Обозначим С учетом этих обозначений получаем общее выражение для расстояния h Так как движения топлива в каналах между осадительными пластинами равнозамедленное, то как известно из физики, при таком движении справедливы следующие формулы где а - ускорение топлива в канале между осадительными пластинами, определяемое из второй формулы (6) - скорость топлива на выходе и входе в канал между осадительными пластинами, Так как движение жидкости ламинарное, то эти скорости определяются из известных из гидравлики условий неразрывности потока: где S и So - площади сечений канала на выходе и входе. Так как то Тогда После подстановки в первую из формул (6) имеем или после подстановки заданных значений имеем Совместное решение (5) и (8) позволяет найти t и h, если задаться оптимальной величиной радиуса R = 74 см. Для авиационных топлив ТС-1, РТ и Т-1 расстояние между осадительными пластинами h будет равно соответственно 0,23 см и 0,24 см. Таким образом, повышение производительности гравитационного очистителя и степени очистки авиационных топлив достигается за счет того, что осадительные пластины набраны в пакет на расстоянии h друг от друга, определяемом из вышеуказанного соотношения (1).