Введение к работе
Актуальность теш. Автотракторный парк агропромышленного комплекса РеСПубЛИКИ Беларусь ЯВЛЯеТСЯ; КРУПНЫМ Потребителем !.!ОТОрП"Х
масел, на эксплуатационные свойства которых, кроме наличия комплекса функциональных присадок,' существенное влияние оказывает уровень их чистоты. Важный путь снижения потребления масел - повторное их использование по прямому назначению после" восстановления качественных показателей, снизившихся при эксплуатации техники. Продление работоспособности масел возмодно за счет разработки более совершенных технических средств, обеспечивающих одновременное удаление механических примесей, топливных фракций, влаги, снижение энергозатрат на этот технологический процесс.
Актуальность теми подтверждается' ее включением в республиканскую научно-техническую программу "Агрокомплекс" (подпрограмма "Механизация", задание 20.02 "Разработка технических средств и мероприятий, обеспечивающих'Экономию'топлива и смазочных материалов при использовании автотракторной техники в сельском хозяйстве FB").
Цель работы - повышение эффективности и качества очистки загрязненных или отработанных масел, снижение удельных энергозатрат на процесс очистки.
Основные задачи исследования следующие:
исследование уровня и характера загрязнений собранных отработанных моторных масел;
обоснование выбора технических средств очистки и нагрева масел;
математическое описание процесса нагрева автотракторных масел поверхностно-распределенными электронагревателями (ПЭН);
обоснование конструкции и разработка методики расчета параметров ПЭН;
разработка технических средств повышения эффективности удаления влаги и легкокипяцих фракций при очистке масла;
разработка лабораторной установки и методики экспериментальных исследований;
определение продолжительности очистки в установке с испарителем и без испарителя в зависимости от количества содержащейся в отработанном масле влаги;
проведение экспериментальных исследований и оптимизация конструктивных и технологических параметров установки;
оценка экономической эффективности технического решения.
Объектом исследований являются отработанные моторные масла, технические средства очистки масел, электронагревательные устройства.
Методика исследований включает стандартные методики оценки загрязненности масла, математическое моделирование процесса нагрева масла поверхностно-распределенными на пластинах электронагревателями, оптимизацию параметров нагревателей с применением методов планирования эксперимента, лабораторные испытания разработанных устройств, а также методику оценки технико-экономических обоснований инвестиционных проектов и расчета эффективности капиталовложений в условиях рынка.
Результаты исследований обрабатывались с применением теорий вероятности и математической статистики, ПЭВМ и пакетов прикладных программ MC4D, QUATTRO PRO, STATGRAFHICS.
Научная новизна полученных результатов. Получены математические зависимости, описывающие процесс нагрева масла вертикальными пластинами ПЭН, продолжительность удаления влаги, необходимые удельные энергозатраты и класс чистоты, на основании которых предложены принципиально новые устройства, повышающие эффективность и качество очистки масел. Новизна подтверждена 2 патентами.
Практическая значимость полученных результатов. На установку для очистки масла разработаны и утверждены.технические требования с использованием узла нагрева и испарителя на базе поверхностно-распределенных электронагревателей. Новые разработанные устройства переданы в НЩ "Белагротех" и на опытную станцию БСХА для внедрения в установках для очистки масла. Установка внедрена в учхозе им. Фрунзе.
Коммерческая значимость полученных результатов. Предложенная научно обоснованная установка для очистки масел является конкурентоспособной в странах СНГ благодаря снижению удельных энергетических затрат' на очистку, обеспечению одновременного удаления механических примесей, топливных фракций, воды, что подтверждается патентом Республики Беларусь на устройство.
Основные положения диссертации,выносимые на защиту: . - научно обоснованный и экспериментально подтвержденный способ повышения эффективности очистки отработанного масла путем его электроподогрева пластинчатыми поверхностно-распределенными электронагревателями, оптимизации конструктивных параметров бака, узла нагрева и использования ПЭН-испарителя;
- аналитическое описание процесса нагрева масла пластинами ЮН
в условиях свободной конвекции;
- результаты исследования зависимости температури на контактной по
верхности теплообмена (КПТ) ЮН от удельной мощности нагреса.
Личный вклад соискателя. Диссертация являете. самостоятельной научно-исследовательской работой, в которой на основании проведенных автором теоретических и экспериментальных исследований получена математическая модель процесса электронагрева масла при его очистке, оптимизированы конструктивные и технологически^ параметры установки на базе поверхностно-распределенных электронагревателей, предложено техническое решение, повышающее качество очистки масла при наличии в нем воды, установлена зависимость времени очистки от степени обводненности масла.
Апробация результатов диссертации. Основные положения работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях "Научно-технический прогресс в агропромышленном комплексе" (Минск. 1990), "Проблемы механизации, электрификации, автоматизации сельского хозяйства и подготовки инженерных кадров" (Минск, 1991), на первой и второй республиканских научно-технических конференциях "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин" (Минск, 1994. 1996), на Международном семинаре по проблемам энергоресурсосбережения (Минск, 1995).
Новые разработанные устройства на базе поверхностно-распределенных нагревателей прошли стендовые испытания во Всероссийском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ВИИТиН) и рекомендованы для внедрения в установках для очистки масла на НЩ "Белагротех" и опытной станции БСХА. Установка для очистки масел прошла производственную проверку в учебно-опытном хозяйстве им. Фрунзе.
Опубликованность результатов. Основные результаты исследований изложены в 7 печатных работах, получены патент Российской Федерации и патент Республики Беларусь на изобретения по теме диссертации. ' .
. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованных источников и приложений. Изложена на 113, страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 15 таблиц/библиографию ив 116 наименований, в том числе 8 - на иностранных языках и 20 приложений на 54 страницах.
