Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в результате резкого увеличения количества автотранспортных средств значительно возрасіает поіребность в автомобильных эксплуатационных материалах (АЭМ). В связи с этим, большое значение имеет рациональное потребление АЭМ, что обусловлено существенными финансовыми затратами на их приобретение.
На сегодняшний день остается острым вопрос о загрязнении АЭМ во время их хранения, транспортировки и заправки Загрязненные топлива и масла снижают безотказность и долговечность узлов и агрегатов автомобилей. Известно, что чистота АЭМ является одним из важнейших эксплуатационных показателей.
С другой стороны, отработанные смазочные материалы являются токсичными отходами, имеющими низкую степень биоразлагаемости. Разработки, связанные со сбором, утилизацией и регенерацией отработанных нефтепродуктов, относятся к приоритетным направлениям развития науки и технологий. Выбор метода и технологии регенерации обусловлен характером содержащихся в материалах загрязнений и продуктов старения. Очистка от механических примесей является неотъемлемой частью любого процесса регенерации отработанных смазочных материалов.
Для наиболее полного отделения механических примесей от АЭМ используется центробежная очистка. Центрифуги являются узкоспециальными машинами, предназначенными для очистки материалов, обладающих определенными свойствами. К недостаткам разделения продуктов на центрифугах относится малое количество параметров регулирования процесса очистки. Существующие конструкции центрифуг не позволяют обеспечить необходимую тонкость очистки различных АЭМ без подбора режимов работы очистного оборудования и количества циклов очистки опытным путем. В связи с этим, возникла необходимость в разработке новых средств центрифугальной техники, позволяющих производить качественную очистку широкого ассортимента загрязненных АЭМ в зависимости от их физико-механических свойств, и в совершенствовании технологического процесса центробежной очистки
Цель работы - улучшение качества центробежной очистки АЭМ от механических примесей.
Объект исследования - технологический процесс центробежной очистки АЭМ от механических примесей
Предмет исследования - разработка новых средств центрифугальной техники, обеспечивающих высокое качество очистки широкого ассортимента АЭМ от механических примесей.
Задачи исследования:
экспериментальное исследование физико-механических свойств заіряз-ненных АЭМ;
разработка метода определения вязкости материалов непосредственно в зоне разделения реоцентрифуги;
С.-Петерб>рг
ОЭ 200Йакт ЗзС/
разработка метода очистки АЭМ от механических примесей с помощью реоцентрифуги;
разработка математических моделей процессов, протекающих в реоцен-трифуге;
эксперимент альная проверка теоретических разработок.
Связь темы исследования с планом основных научно-исследовательских работ. Работа выполнена в соответствии:
с перечнем критических технологий Российской Федерации (утвержден Президентом РФ 30 03.2002 г.) (направление «Природоохранные технологии, переработка и утилизация техногенных образований и отходов»);
с направлениями Федеральной целевой программы «Околої ия и природные ресурсы России (2002 - 2010 годы)» (утверждена Постановлением Правительства 7.12.2001 г №860) (подпрограмма «Огходы»): Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002 - 2010 годы)» (утверждена Постановлением Правительства РФ 5.12.2001 г. №848) (подпрограмма «Автотранспортная экология»); Федеральной целевой программы «Энергоэффективная экономика на 2002 - 2005 годы и на перспективу до 2010 года» (утверждена Постановленииями Правительства РФ 17 11.2001 г. и 29.12.2001 г №323) (подпрограмма «Энергоэффективность топливо-энергетического комплекса»);
- с направлением госбюджетной НИР ГОУ ВПО «ОГУ» «Технико-
технологическое совершенствование машин, элементов конструкций и методов
их расчета» (№ г.р. 01200316419).
Конкретное личное участие и вклад автора в получение научных результатов. Автор принимал участие в постановке, формулировании и разработке цели работы, определении направлений теоретических и экспериментальных исследований, внедрении результатов работы Автор проводил теоретические и экспериментальные исследования, разрабатывал методики, программные продукты и применяемые экспериментальные аппаратуру и оборудование. Научная новизна заключается:
в обосновании реологической модели отработанного автомобильного масла как псевдопластичной жидкости;
в теоретическом обосновании требований к проектированию универсальных средств центрифугальной техники, обеспечивающих качественную очистку от механических примесей широкого ассортимента материалов;
в теоретическом уточнении гидродинамических процессов, протекающих в центрифугах, имеющих регулируемый сдвиг потока жидкости;
в разработке метода определения вязкости материалов непосредственно в зоне разделения рсоцетрифуги;
в разработке методики определения параметров центрифугирования при очистке различных АЭМ на реоцентрифуге;
в создании конструкции реоцентрифуги двойного назначения (патент), обеспечивающей совмещение операций очистки и контроля вязкости, что позволяет частично решить проблему универсализации центрифуг;
в разработке способа регулировки величины зазора между конусами реоцентрифуги.
Практическая значимость. Разработанный метод центробежной очистки и предложенная конструкция реоцентрифуги позволяет производить качественную очистку от механических примесей широкого ассортимента АЭМ на одной установке как в условиях автотранспортных предприятий и предприятий, эксплуатирующих транспорт, так и в условиях авторемонтных предприятий при проведении приработочных, контрольных, приемо-сдаточных и эксплуатационных испытаний агрегатов автомобилей на испытательных станциях. Созданная экспериментальная реоцентрифуга может использоваться в качестве ротационного вискозиметра для контроля вязкости АЭМ. Разработанные теоретические положения и математические модели, методики и программные продукты позволяют совершенствовать процесс центробежной очистки материалов. Обоснованные основные направления дальнейшего совершенствования процесса центробежной очистки АЭМ на реоцентрифугс могут быть положены в основу разработки нового автоматического универсального очистною и контрольно-измерительного оборудования, используемою авюномно или в системах очистки топлива и масла автомобилей.
Основные положения, выносимые на защиту:
технологический процесс очистки загрязненных АЭМ с помощью реоцентрифуги;
конструкция реоцентрифуги;
реологическая модель отработанного автомобильного масла;
теоретическое дополнение существующих теорий центрифугирования и вискозиметрии;
методики и результаты экспериментальных исследований.
Реализация результатов работы. Результаты исследования, реоцентрифуга и экспериментальная установка по очистке АЭМ и определению их вязкостных характеристик приняты к использованию в транспортном цехе ФГУП «Производственное объединение «Стрела» (г. Оренбург) Методика очистки АЭМ от механических примесей и определения их физико-механических свойств с помощью реоцентрифуги используется в учебном процессе ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались, обсуждались и получили одобрение на шестой и седьмой Российских научно-технических конференциях «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2003 и 2005 г.г.), региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области (Оренбург, 2005 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в восьми печатных работах, в том числе в одном патенте РФ на изобретение.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы (138 наименований) и приложений: изложена на 154 страницах, содержит 39 рисунков. 15 таблиц, 40 страниц приложений.
Автор выражает благодарность кандидату технических наук, профессору Апсину В.П. за оказанное содействие при написании работы.
