Повышение эффективности очистки моторного масла в судовых дизелях применением магнитных гидроциклонов

• Автор: Авдеев, Борис Александрович
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Керчь
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Содержание
Введение

РАЗАДЕЛ 1. Обзор и состояние вопроса очистки моторных масел

устройствами инерционного типа и задачи исследования

1.1 Проблема загрязнения вязких сред и пути ее решения

1.2 Существующие методы очистки дисперсных сред

1.2.1 Судовые смазочные системы и параметры моторного

масла

1.2.2 Существующие устройства очистки судовых моторных масел

1.2.3 Общие принципы магнитной очистки

1.3 Существующие конструкции магнитных устройств очистки инерционного типа

1.3.1 Классификация по расположению источников магнитного поля
1.3.2 Классификация по характеру поля
1.3.3 Классификация по напряженности магнитного поля
1.3.4 Классификация по источнику поля
1.3.5 Классификация по принципу охлаждения
электромагнитной системы
1.4 Обзор существующей теории и расчёта инерционных устройств
с наложенными магнитными полями
1.5 Выводы по главе
1.6 Цель и основные задачи исследования
РАЗАДЕЛ 2. Исследование кинетики коагуляции частиц в рабочей
камере магнитного гидроциклона
2.1 Выбор конструкции магнитного гидроциклона для интенсификации процесса сепарации
2.2 Математическая модель распределения радиального магнитного поля в рабочей камере
2.3 Математическая модель движение одиночной частицы в рабочей камере магнитного гидроциклона
2.4 Математическая модель коагуляции двух частиц в рабочей камере в полярных координатах

2.5 Математическая модель коагуляции двух частиц в рабочей камере в цилиндрических координатах
2.6 Математическая модель турбулентности для частиц в рабочей камере
2.7 Численное исследование процесса флокулообразования
2.8 Выводы по главе
РАЗАДЕЛ 3. Разработка инженерной методики проектирования
магнитных гидроциклонов
3.1 Расчет эффективности магнитного гидроциклона
3.2 Расчет электромагнитной системы
3.3 Методика выбора электромагнитной системы
3.4 Новые устройства очистки аппаратов инерционного типа
3.5 Особенности применение магнитных гидроциклонов в судовых дизелях
3.6 Выводы по главе
РАЗАДЕЛ 4. Экспериментальные исследования работы магнитного
гидроциклона
4.1. Описание экспериментальной установки
4.2 Измерение напряженности магнитного поля в рабочей камере
4.3 Исследование процесса коагуляции частиц в радиальном магнитном поле
4.4 Методика проведения эксперимента
4.5 Исследование эффективности очистки магнитного гидроциклона
4.6 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
Введение
В связи с бурным развитием научно-технического прогресса и всеобщей глобализации, всю большую роль в экономике государства играют морские пути сообщения. В 90% случаев основным типом двигателя на судах является двигатель внутреннего сгорания. В процессе его эксплуатации расходуется и перерабатывается огромное количество горюче-смазывающего материала.
В связи с тем, что потери мощности на износ при неправильной эксплуатации составляют в среднем 15-20%, то процесс регенерации масел является неотложным. Если вовремя не заменять моторное масло, то износ ДВС увеличится на 150-200%. Для увеличения срока службы, как самого двигателя внутреннего сгорания, так и моторного масла, требуется очистка масла от посторонних примесей.
Наиболее опасными примесями являются абразивные частицы - продукты износа, которые в большинстве случаев обладают ярко выраженными ферромагнитными свойствами. В связи с этим все большее применение находят комбинированные устройства очистки моторных масел от механических примесей, в которых могут сочетаться преимущества нескольких методов извлечения частиц из жидких сред. К таким устройствам можно отнести магнитные гидроциклоны; особенности и преимущества их использования раскрываются при больших объемах очищаемой жидкости, что особенно актуально для мощных судовых дизельных установок. Однако этот способ до сих пор не нашел еще должного развития как в научном, так и в практическом плане.
Проводимые к настоящему времени исследования по применению магнитного поля для увеличения степени очистки в основном носят экспериментальный характер и практически не содержат рекомендаций и методов по расчету устройств. Это объясняется недостатком раскрытия явлений и процессов, происходящих в рабочих зонах аппарата, отсутствием математических зависимостей, происходящих в зоне действия магнитного поля. К сложным и

Рис. 1.10 - Гидроциклоны с магнитной системой, расположенной в рабочей
камере (а, б) и в бункере (в)
1.3.2 Классификация МГЦ по характеру поля
Постоянное магнитное поле в гидроциклоне создаётся или постоянным магнитом, или электромагнитной катушкой, питаемой постоянным током.
В первых магнитных гидроциклонах применялись постоянные магниты. Однако в процессе их эксплуатации выявились следующие недостатки:
- невозможность создания в них сильных магнитных полей;
- низкая напряженность магнитного поля в приосевой зоне аппарата;
- возможность возникновения повышенного уноса магнитных частиц;
- падение эффективности разделения с увеличением диаметра МГЦ.
В связи с этим для создания постоянного магнитного поля в большинстве случаев используется катушка, получаемая питание от источника постоянного тока.
Бегущее магнитное поле создается статором асинхронного двигателя. Проводились исследования, которые показали, что из суспензии, с концентрацией примесей в 7,3%, извлечение концентрата повышается на 4,7%, т.е. были достигнуты практически те же результаты, что и при использовании постоянного