Содержание к диссертации
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 8
1.1. Роль очистки в ремонтном производстве . 9
1.2. Загрязнения и способы их удаления Х2
1.3. Анализ способов и средств очистки внутренних поверхностей агрегатов и деталей сельскохозяйственных машин I?
1.4. Применение струй высокого давления при очистке. 22
1.5. Цель и задачи исследований 25
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛООБМЕНШХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОЧИСТКЕ ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТЕЙ АГРЕГАТОВ ЗАТОПЛЕННЫМ СТРУЯМИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ 27
2.1. Распределение средних скоростей на различных участках затопленной струи высокого давления при ее истечении в ограниченном пространствес оттоком 27
2.2. Моделирование процессов в механике жидкостей на основании метода нулевых размерностей и ЇЇ-теоремы теории подобия 31
2.3. Теоретическое обоснование режимов очистки внутренних полостей затопленными струями высокого давления 05
2.4. Закономерность изменения температуры жидкости при истечении затопленной струи высокого давления вывода
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛВДОВАНИЯ 42
3.1. Программа исследований 42
3.2. Методика исследования 43
3.2.1. Экспериментальные установки и образцы для исследований 43
3.3. Общая методика исследований и обработка экспериментальных данных 5о
3.3.1. Последовательность и объекты исследований 53
3.3.2. Пределы значений и способы измерения исследуемых параметров 54
3.3.3. Количество опытов, их повторность и методы обработки результатов 55
3.3.4. Электрохимический метод исследования динамики процесса очистки внутренних полостей затопленными струями высокого давления 60
3.3.5. Методика измерения средней скорости потока при помощи трубки полного напора 68
3.3.6. Методика определения динамики очистки образцов от модельных загрязнений затопленными струями высокого давления 70
3.3.7. Методика определения расхода жидкости через насадки ., 71
3.3.8. Методика определения оптимальной температуры моющего раствора и времени очистки внутренней полости картера двигателя СМД-І4 затопленными струями высокого давления 7с$
3.3.9. Методика определения эффективности очистки элементов масляных фильтров коробок перемены передач тракторов К-700 и двигателей
косилок Е-280 (ГДР) 75
4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХ
НОСТИ ПОТОКАМИ, ФОРМИРУЕМЫМИ ЗАТОПЛЕННЫМИ СТРУЯМИ
ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ 76
4.1. Исследование гидродинамических и теплообменных характеристик затопленных струй высокого давления, развивающихся в замкнутом пространстве. 76
4.1.1. Экспериментальное определение профилей средних скоростей вдоль оси затопленной струи высокого давления 76
4.1.2. Определение средних температур моющего раствора при истечении затопленной струи высокого давления 81
4.1.3. Распределение давления по дну камеры
4.2. Исследование динамики процесса очистки затопленными струями высокого давления 84
4.2.1. Исследование взаимосвязи гидродинамических характеристик затопленных струй и процесса очистки на модельных образцах 34
4.2.2. Распределение скоростей потоков в локальных зонах внутренней поверхности камеры 37
4.2.3. Определение времени очистки образцов от модельных загрязнений затопленными струями высокого давления 90
4.2.4. Определение времени очистки внутренней поверхности картера двигателя СМД-І4 затопленными струями высокого давления 92
4.2.5. Определение эффективности очистки масляных фильтров затопленными струями высокого давления 9о
4.3. Определение расхода жидкости через насадки ду
4.4. Исследование энергозатрат при очистке внутренних полостей затопленными струями высокого давления ЮО
ВЫВОДЫ
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 10б
5.1. Инженерная методика расчета режимов очистки внутренних полостей двигателей затопленными струями высокого давления 106
5.2. Пример расчета режимов очистки полости блок-картера двигателя Д-240 затопленными струями высокого давления НО
5.3. Реализация способа очистки внутренних полостей затопленными струями высокого давления в моечной машине. Технология безразборной очистки внутренних полостей двигателей затопленными струями высокого давления 112
5.4. Расчет экономической эффективности от внедрения моечной машины ОМ-22622 для безразборной очистки двигателей с применением затопленных струй высокого давления для очистки внутренних полостей.. нь
5.5. Экономическая эффективность от внедрения технологии и моечной установки для очистки внутренних полостей двигателей Д-50 и Д-240 затопленными струями высокого давления на Ульянинском опытном мотороремонтном заводе 124
ОБЩИЕ ВЫВОДУ И РЕКОМЕНДАЦИИ 126
ЛИТЕРАТУРА 128
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Роль очистки в ремонтном производстве
- Распределение средних скоростей на различных участках затопленной струи высокого давления при ее истечении в ограниченном пространствес оттоком
- Экспериментальные установки и образцы для исследований
- Исследование гидродинамических и теплообменных характеристик затопленных струй высокого давления, развивающихся в замкнутом пространстве.
- Инженерная методика расчета режимов очистки внутренних полостей двигателей затопленными струями высокого давления
Роль очистки в ремонтном производстве
Государственный комитет СССР по материально-техническому обеспечению сельскохозяйственного производства, уделяя особое внимание технологии очистки, предпринял серьезные меры по ее совершенствованию. К разработке средств и способов очистки в условиях ремонтного производства привлечены научно-исследовательские, конструкторские организации различных ведомств, такие как: ГОСНИТИ, Кировоградское и Тюменьское ГСКБ, ШИСП, 29 КТЦ АТМО, КТБ Авторемонт, ВНИИПАВ, НПО "Лакокраспокрытие", институт океанологии АН СССР, институт неорганической химии Сибирского отделения АН СССР, Новополоцкий политехнический институт и др.
Исследования направлены на повышение качества очистки за счет применения более эффективных моющих средств и способов очистки, обеспечивающих снижение потребности тепловой и электрической энергии и уменьшение металлоемкости моечного оборудования. Ведутся работы в направлении сокращения стадийности очистки, что позволит сократить количество единиц оборудования, занимаемые производственные площади и уменьшить капитальные затраты.
Разработана и утверждена система моечных машин для ремонт-но-обслуживающих предприятий Госкомсельхозтехники СССР, внедрение которой позволит снизить энергозатраты до 25$, метллоемкость оборудования до 30$.
Для ремонтно-обслуживающих предприятий Госкомсельхозтехники СССР и МСХ СССР ежегодно серийно производится до 30 наименований моечного оборудования в объеме 19 млн.руб. и поставляется до 20 тыс.тонн моющих средств 6 наименований /4/. Благодаря большой исследовательской работе советских ученых и прежде всего д.т.н. Н.Ф.Тельнова, к.т.н. Б.Б.Нефедова, к.т.н. А.П.Садовского, к.т.н. А.Ф.Тельнова, к.т.н. В.И.Савченко, к.т.н. Г.П.Дегтярева, к.т.н. Л.М.Гурвича, к.т.н. Ю.И.Кириллова, к.т.н. Ю.И.Афанасикова, к.т.н. Ю.С.Козлова, к.т.н. Ю.Г.Семенова, к.т.н. Д.П.Гегерса и др. многие вопросы очистки получили теоретическое обоснование, используя которые удалось решить ряд сложных практических проблем в области технологии и организации очистки и определить пути их совершенствования.
Распределение средних скоростей на различных участках затопленной струи высокого давления при ее истечении в ограниченном пространствес оттоком
В отличии от свободной струи жидкости, граница которой контактирует с воздухом и остается сравнительно устойчивой, затопленная струя в силу своей эжекционной способности, захватывая через внешнюю границу, окружающую "неподвижную" жидкость, быстро теряет устойчивость и становится турбулентной.
Несмотря на большое количество теоретических и экспериментальных исследований /17,20,22,24,46,47/ развития затопленных струй необходимо отметить практически полное отсутствие исследований в области гидродинамики струйных течений в ограниченном пространстве и, в частности, развитие затопленной струи высокого давления в ограниченном пространстве с оттоком.
Рассмотрим развитие осесимметричной затопленной струи высокого давления в ограниченном пространстве (рис.2.1). В данном случае возникают сложные течения с рецеркуляционными зонами, что влияет на распределение скоростей, давлений и других параметров в различных сечениях камеры. Причем структура таких течений в основном определяется геометрическими размерами и конфигурацией области, где развивается струя.
Исходя из конкретных размеров камеры, можно все течения в камере разделить на три участка: начальный - I, основной - П, придонный или область, прилегающая к дну камеры - Ш (рис.2.1).
Экспериментальные установки и образцы для исследований
Экспериментальные исследования процесса очистки внутренних полостей агрегатов и деталей тракторов проводились с использованием насосного агрегата от моечной машины "Даре-I" фирмы "WOMA (ФРГ), общий вид которой показан на рис. 3.1. Установка состоит из горизонтального 3-хплунжерного насоса высокого давления 5 с диапазоном регулируемых давлений 0-50 МПа, устанавливаемых регулировочным винтом 6 по манометру 7, приводного электродвигателя 8, электрического шкафа с кнопками включения и выключения электродвигателя 9, фильтра тонкой очистки моющей жидкости 3, шлангов 2, электрических проводов 4, рамы I, на которой смонтированы все агрегаты установки.
Причиной, побудившей использовать в качестве лабораторной установки импортный насосный агрегат является:
- наличие широкого диапазона регулируемых давлений (0...50 МПа);
- наличие контрольно-измерительных приборов достаточно высокого класса точности;
- применение керамических плунжеров и коррозионно-стойких материалов, позволяющих перекачивать агрессивные среды.
Для проведения экспериментальных исследований гидродинамических и теплообменных характеристик процесса очистки затопленными струями высокого давления были изготовлены различные установки и приспособления.
. class4 АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХ
НОСТИ ПОТОКАМИ, ФОРМИРУЕМЫМИ ЗАТОПЛЕННЫМИ СТРУЯМИ
ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ class4
Исследование гидродинамических и теплообменных
Во второй главе на основе анализа литературных источников представлены некоторые данные относительно распределения средних скоростей потока вдоль оси труи, развивающейся в замкнутом пространстве, где определены три участка скоростей: I - начальный, П - основной, Ш - придонный. Во всех точках начального участка скорость можно считать равной начальной. В пределах основного участка струи скорость резко падает. Характер изменения средней скорости на этом участке был объектом экспериментального исследования, для чего применялась трубка полного давления, а опыты проводились как в ванне рис. 3.2, так и в камере рис. 3.7.
Профили средних скоростей потока по оси струи измерялись на расстояниях 0,1...0,7 м до насадка диаметром внутреннего сечения 2.2 мм. В камере определение средних скоростей проводилось на расстояниях 0,1...0,55 м.
Анализ экспериментальных данных показывает, что по мере удаления от насадка скорость резко падает и уже на расстоянии 0,5 м на порядок ниже, чем на расстоянии 0,1 м, как показано на рис.4.1.
Распределение скоростей на основном участке согласно и начальный массовый расход струи.
Кривые характеризующие распределение средних скоростей потока по оси струи при различных и , согласно приведенной формуле апроксимируются кривой (рис. 4.2) на которой также указана длина придонного участка.
Инженерная методика расчета режимов очистки внутренних полостей двигателей затопленными струями высокого давления
На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана инженерная методика расчета режимов очистки внутренних полостей двигателей затопленными струями высокого давления, схема которой показана на рис. 5.1.
Исходными данными для расчета являются: объем промываемой полости / , геометрические размеры полости ( ct - длина, о - ширина, к- - высота) „ температура моющего раствора / , программа ремонта ремонтного предприятия л/ , синтетическое мощее средство типа "Лабомид" или МС.
1. Определить время очистки зная программу ремонта ремонтного предприятия л/ и годовой фонд времени работы моечного оборудования QO по формуле
2. Определить длину струи. . Длина струи определяет ся в зависимости от места ввода и крепления насадка с учетом конструктивных особенностей промываемого двигателя и насадка, направления оси струи и числа сопел. При этом должно соблюдаться условие (рис. 5.2 а ).
Похожие диссертации на Очистка внутренних полостей двигателей затопленными струями высокого давления при ремонте
