Гомогенізація палив

Гомогенізація полягає у гідродинамічному збуренні паливного середовища, що викликає появу в ньому кавітаційних зон. Захлопування кавітаційних каверн супроводжується локальними гідравлічними ударами високої потужності, які руйнують не тільки желеподібні згущення, але і тверді агломерати. У результаті паливо стає гомогенним, смоли рівномірно розподіляються у паливному середовищі, тверді часточки вивільняються від «смолистої шуби», а глобули води диспергуються /4,6,7,10/.

Таке паливо сепарується і фільтрується з мінімальними втратами горючої маси. Гомогенізоване паливо відрізняється підвищеною абразивністю через що його необхідно пропускати через фільтр тонкої очистки.

На практиці застосовують гомогенізатори таких типів: гідродинамічний, вібромеханічний, ультразвуковий, вихровий /10/.

Принцип дії гідродинамічного гомогенізатора (рис. 5.1) заснований на пропусканні палива під тиском 15...25МПа через щілину запірного клапана.

Рис. 5.1 – Схема роботи гомогенізатора гiдродинамічного типу

1 – блок насоса; 2 – манометр; 3 – сідло гомогенізаційного клапана; 4 – гомогенізаційний клапан; 5 – регулюючий гвинт; 6 – стопор гвинта; 7 – пружина; 8 – сальникове ущільнення штока клапана; 9 – відвідна трубка; 10 – запобіжний клапан; 11 – нагнітаюча камера; 12 – нагнітаючий клапан насоса; 13 – всмоктувальний клапан насоса; 14 – підвід палива; 15 – плунжер; 16 – ущільнення плунжера.

Вібромеханічний та ультразвуковий методи гомогенізації засновані на ефекті створення коливань і кавітаційних процесів у паливі.

Гомогенізація високов’язких палив здійснюється гомогенізаторами роторного, соплового та магнітно-соплового типів (рис. 5.2, 5.3).

Рис. 5.2 – Гомогенізатори:

а, б – ротор і статор роторного гомогенізатора; в, г – магнітно-соплові гомогенізатори відповідно з нерегулювальним та регулювальним перерізом соплових порожнин; 1, 2 – лопаті ротора і статора; 3 – переріз лопаті; 4, 11 – електромагніти; 5 – сопло Лаваля; 6 – тарілка; 7, 10 – корпус і сідло клапана; 8 – клапан; 9 – пружина.

Рис. 5.3. – Схема роботи гомогенізатора роторного типу

У роторному гомогенізаторі (рис. 5.2 а, б) клиновидні лопаті ротора обертаються між такими ж лопатями статора. У результаті цього паливо, що знаходиться у гомогенізаторі, зазнає то стиснення, то розрідження. Коли лопать ротора, що рухається між двома лопатями статора, розходиться з останніми, тиск у паливному середовищі різко падає і таким чином створюються умови для виникнення кавітації. Це руйнує структурні (агрегативні) системи у паливі, що робить його більш гомогенним. Схема роботи гомогенiзатора роторного типу показана на рис.5.3 /6/.

Сопловий та магнітно-сопловий гомогенізатори побудовані та діють аналогічно, з тією лиш різницею, що у конструкції магнітно-соплового гомогенізатора передбачені електромагніти. У цих гомогенізаторах руйнування структурних (агрегативних) систем палив здійснюється під дією кавітації, яка виникає у соплі Лаваля при розширенні струменя, що витікає.

На відміну від роторного гомогенізатора сопловий потребує підвищеного тиску у паливній системі (не нижче 1,8МПа), оскільки кавітаційні процеси у соплі Лаваля, що розширяється, виникають при перепаді тиску на вході та виході біля 1,6МПа.

Магнітно-соплові гомогенізатори (рис. 5.2 в, г) є найбільш ефективними. Вони забезпечують руйнування структурних (агрегативних) систем у паливі при меншому, ніж у соплових гомогенізаторах, тиску у паливному трубопроводі. Це досягається у результаті впливу на кавітацію у сопловому апараті критичних швидкостей витікання та сил змінного магнітного поля. Магнітно-динамічний ефект є найбільш ефективним для підвищення гомогенності високов’язких палив та їхніх сумішей.

Змінне магнітне поле не тільки підсилює процес кавітації у соплі, але і зменшує опір полярної частини смол у структурних системах кавітаційному розпаду.

Гомогенізатори не видаляють механічні домішки, золу та асфальтенові включення, а зменшують розміри різноманітних включень до безпечних для дизелів розмірів.

Використання гомогенізаторів потребує попереднього видалення з палива води, так як у гомогенізаторах вона не відділяється. Необхідною умовою є також установка за гомогенізатором фільтра тонкої очистки палива.

Дата добавления: 2014-12-26