Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса. Цель работы и задачи исследований . 7
1.1. Виды эксплуатационных загрязнений деталей и элементов газовоздушного тракта ГТД и методы их очистки при ремонте 7
1.2. Физические основы процесса электрогидравлической (ЭГ) очистки 16
1.3. Влияние процесса электрогидравлической обработки на физико-механические свойства материала обрабатываемых деталей 23
1.4. Математические модели ЭГ - процесса 26
1.5. Управление электрогидровзрывным процессом преобразования энергии 32
1.6. Цель работы и задачи исследований 35
Глава 2. Разработка математической модели процесса ЭГ -очистки деталей в среде с управляемой проводимостью при ремонте ГТД. 37
2.1. Учет влияния низковольтной электропроводимости воды на параметры ЭГ - установок 37
2.2. Выбор прочностных критериев для ЭГ - очистки деталей при ремонте 41
2.3. Расчетная оценка параметров и режимов ЭГ - очистки деталей по разработанной математической модели 48
2.3.1. Расчетный выбор параметров процесса электрогидравлической очистки 48
2.3.2. Механизм процесса ЭГ - очистки и расчетная оценка механических напряжений 61
Выводы 71
Глава 3. Методики экспериментальных исследований технологического процесса ЭГ - очистки деталей в среде с управляемой проводимостью при ремонте ГТД 73
3.1. Структурная схема экспериментальных исследований 73
3.2. Методика проведения работ на натурных лопатках соплового аппарата первой ступени турбины 76
3.3. Методики экспериментальных исследований и применяемое оборудование при проведении работ на образцах 82
3.4. Методика управления электропроводностью рабочей среды в разрядной камере посредством одномембранного электродиализатора 86
3.5. Запись процесса ЭГ - обработки на стальную ленту 91
Выводы 91
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований технологического процесса ЭГ- очистки. 92
4.1. Управление электропроводностью среды в одномембранном электродиализаторе 92
4.2. Исследование процесса ЭГ - очистки в среде с управляемой проводимостью на образцах 97
4.3. Исследование процесса ЭГ - очистки в среде с управляемой проводимостью на натурных лопатках 100
4.4. Методика выбора технологических режимов процесса ЭГ -очистки деталей при ремонте. Модернизация технологического участка ЭГ-очистки 126
4.5. Модернизация технологического участка ЭГ-очистки. Особенности технологического процесса 130
Выводы 133
Общие выводы и результаты работы 134
Литература.
- Виды эксплуатационных загрязнений деталей и элементов газовоздушного тракта ГТД и методы их очистки при ремонте
- Учет влияния низковольтной электропроводимости воды на параметры ЭГ - установок
- Структурная схема экспериментальных исследований
- Управление электропроводностью среды в одномембранном электродиализаторе
Введение к работе
В процессе производства, эксплуатации и ремонта газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения значительную долю трудоемкости составляют операции очистки деталей от технологических и эксплуатационных загрязнений. Многообразие средств и способов очистки деталей указывает на тот факт, что нет универсальных технологий, позволяющих удалять загрязнения широкого класса. Каждая из применяемых технологий очистки направлена на удаление вполне определенного класса загрязнений.
Проблемы, связанные с процессами очистки деталей при ремонте газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения, носят еще более сложный характер. Сложность вопросов, связанных с очисткой деталей при ремонте, обусловлена тем, что механические свойства материала деталей после наработки в эксплуатации снижаются, а наружная поверхность, контактирующая с воздушными и газовыми потоками, имеет определенный уровень повре-жденности за счет процессов износа, эрозии, газовой коррозии и т.д.
Значительную долю процессов очистки деталей газотурбинных двигателей при ремонте составляют технологии, содержащие большой объем ручного труда.
Указанные процессы диктуют необходимость их автоматизации, которая возможна только на основе базовых научных знаний и необходимого объема специальных исследований.
Одним из перспективных технологических процессов очистки деталей газотурбинных двигателей от эксплуатационных загрязнений является процесс электрогидровзрывной очистки (ЭГ - очистки). В основе процесса ЭГ - Очистки лежит эффект электрогидровзрыва. Данный процесс достаточно широко применяется при очистке деталей на стадии изготовления, например, очистка заготовок, полученных литьем, от стержневой массы и т.п., но его применение для очистки деталей при ремонте весьма ограничено.
Причиной узкого применения процессов ЭГ - очистки является:
- отсутствие данных по влиянию указанного процесса на материал обрабатываемых деталей в плане изменения его механических свойств и возможности выработки ресурсных показателей в процессе дальнейшей эксплуатации;
- узкие возможности управления технологическими характеристиками процесса ЭГ - очистки;
- отсутствие результатов, позволяющих считать процесс ЭГ - очистки деталей при ремонте технологически стабильным;
- отсутствие методических и научных рекомендаций, обеспечивающих указанную технологическую стабильность процесса ЭГ - очистки деталей при ремонте.
В связи с изложенным, научно-практические исследования возможности применения процесса ЭГ - очистки деталей ГТД для ремонта и обеспечения технологической стабильности данного процесса являются актуальными.
Актуальность выбранного направления исследований по внедрению технологии ЭГ - очистки деталей ГТД для ремонтных операций, в дополнение к изложенному, подтверждается тем, что в настоящее время небольшое число эксплуатирующих организаций Аэрофлота и РАО ГАЗПРОМ не имеет финансовых возможностей на приобретение новых двигателей и основное внимание сосредотачивает на ремонтные двигатели и привода. Задача предприятий, производящих ремонт в условиях конкуренции - снижение цены ремонта за счет уменьшения собственных затрат. В свою очередь, уменьшение собственных затрат возможно, наряду с организационными мероприятиями, за счет внедрения прогрессивных автоматизированных технологических процессов, одним из которых является ЭГ - очистка.
В настоящей работе рассмотрены вопросы, связанные с применением технологического процесса ЭГ - очистки деталей от эксплуатационных загрязнений при ремонте газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы.
В первой главе дан обзор видов эксплуатационных загрязнений элементов газовоздушного тракта газотурбинных двигателей и отдельных агрегатов, дана оценка влияния загрязнений на эксплуатационные характеристики указанных двигателей. Рассмотрены методы очистки деталей ГТД, применяемые в ремонтном производстве, способы их интенсификации и физические основы процесса ЭГ - очистки. Выполнен обзор работ по вопросу влияния процесса ЭГ - очистки на физико-механические свойства материалов обрабатываемых деталей. В заключении первой главы сформулирована цель работы и задачи исследований.
Во второй главе разработана математическая модель процесса ЭГ - очистки деталей при ремонте. По указанной математической модели выполнена расчетная оценка параметров и режимов ЭГ - очистки для деталей, материал которых имеет пониженные механические характеристики по причине эксплуатационной наработки. В рамках математической модели определены действующие силовые факторы и условия создания механических напряжений в материале загрязнений, способствующие их эффективному удалению.
В третьей главе представлены методики и оборудование экспериментальных исследований технологического процесса ЭГ - очистки деталей при ремонте, разработана структурная схема исследований. Согласно указанной схеме разработаны методики исследования возможностей управления проводимостью рабочей среды в электродиализаторе, приведено описание конструкции и требования к электродиализатору. С целью обеспечения эффективного контроля качества очистки, в данной главе приведена методика и описание установки "жидкий кристалл" - УЖК-2, на которой проводились исследования натурных лопаток. В данной главе разработана методика исследования процесса ЭГ - очистки, отработки технологических режимов и приведено техническое описание применяемого оборудования.
Для оценки состояния материала обрабатываемых лопаток до и после ЭГ - очистки, в главе 3 приведена методика металлографических исследований и методика оценки влияния изменения механических свойств материала после ЭГ - очистки на процесс выработки ресурса по испытаниям образцов, приведено описание установки для испытания образцов.
В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований:
- управления электропроводимостью среды в одномембранном электродиализаторе установки ЭГ - очистки;
- процесса ЭГ - очистки в среде с управляемой проводимостью на образцах;
- процесса ЭГ - очистки в среде с управляемой проводимостью на натурных лопатках.
В данной главе разработана методика выбора технологических режимов процесса ЭГ - очистки деталей, имеющих наработку в эксплуатации, и представлены результаты модернизации производственного участка.
Автор защищает:
- метод и технологию электрогидравлической очистки полостей трактовых деталей ГТД, имеющих наработку в эксплуатации, в среде с управляемой электропроводимостью;
- математическую модель выбора параметров процесса и режимов электрогидравлической очистки, позволяющих получить необходимые давления на фронте ударной волны в зависимости от эксплуатационной наработки очищаемых деталей и адекватного изменения электропроводности рабочей среды в разрядной камере;
- методику экспериментальной отработки технологических режимов электрогидравлической очистки полостей трактовых деталей ГТД с эксплуатационной наработкой и оценки влияния указанной очистки на свойства материала очищаемых деталей;
- результаты экспериментальных исследований электрогидравлической очистки щелевых отверстий сопловых лопаток I ступени турбины ГТД с наработкой в эксплуатации и влияния указанной очистки на материал очищаемых деталей в плане выработки назначенного ресурса двигателя.
Основные результаты работы докладывались на итоговой конференции в Казанском техническом университете им. А.Н.Туполева в 1999 г., на международной научно-практической конференции "Технология, информация, каче-ство-99", г. Казань, 1999 г., Всероссийской научной конференции «Тепловые двигатели в XXI веке». Фундаментальные проблемы теории и технологии, г. Казань, 1999г., а также на научно-технических конференциях КГТУ им. А.Н.Туполева «Технология и ресурс», 1985 г.
Виды эксплуатационных загрязнений деталей и элементов газовоздушного тракта ГТД и методы их очистки при ремонте
Опыт эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей большого ресурса и газотурбинных установок наземного применения на базе авиационных двигателей показал, что в процессе выработки ресурса имеет место ухудшение их характеристик.
Анализ причин, приводящих к ухудшению характеристик, показал, что к числу основных относятся[1,2]: - эрозия профильных частей направляющих и рабочих лопаток компрессора, обусловленная попаданием в тракт двигателей абразивных частиц; - увеличение зазоров между концами рабочих лопаток и корпусом компрессора; - увеличение зазоров между концами рабочих лопаток и корпусом турбины; - износ уплотнений; - загрязнение газовоздушного тракта и полостных элементов, влияющих на параметры двигателя, таких как коллектора камер сгорания, полости охлаждаемых сопловых и рабочих лопаток турбин и т.п.
Основные мероприятия, направленные на обеспечение стабильности параметров авиационных газотурбинных двигателей и наземных приводов, созданных на базе указанных двигателей, сводятся к отработке конструктивных и технологических решений. Для вновь создаваемых конструкций разработаны системы активного управления радиальными зазорами между роторными и ста-торными деталями в течение полетного цикла. С целью уменьшения эрозионного износа элементов газовоздушного тракта отработаны и внедрены специальные эрозионностойкие покрытия для лопаток компрессора (нитрид титана) и покрытия устойчивые к газовой коррозии элементов турбины (Ni - Сг - А1 -It). Перечисленные мероприятия направлены, в основном, для устранения ухудшения параметров, обусловленного износом элементов газовоздушного тракта двигателей.
Проблему ухудшения параметров, обусловленную загрязнением элементов газовоздушного тракта двигателей и входящих в него полостных деталей указанные выше мероприятия не решают.
По оценке влияния причин ухудшения параметров двигателей, например НК-8-2У [3], доля загрязнения элементов газовоздушного тракта и полос 8
тей лопаток составляет 52-53% от величины ухудшения удельного расхода топлива, вызванного суммарной наработкой.
С учетом изложенного, вопрос обеспечения чистоты элементов газовоздушного тракта двигателя в течение его жизненного цикла является весьма актуальным.
Рассматривая характер загрязнений и эксплуатационных отложений, имеющих место на элементах проточной части и полостях деталей газотурбинных двигателей, следует отметить, что они имеют разнообразную природу и характерную динамику образования и нарастания.
В частности, на рабочих лопатках и направляющих аппаратах компрессоров имеет место загрязнение называемое пригаром.
Пригар является достаточно рыхлой углеродистой структурой, обладающей достаточно слабой адгезионной способностью по отношению к поверхности металла лопаток, образуется из пылевых отложений в сочетании с продуктами термического разложения масла.
В свою очередь, на сопловых аппаратах турбины и на трактовых поверхностях рабочих лопаток, имеют место отложения называемые нагаром. Нагар один из самых трудноудаляемых видов загрязнений, он образован продуктами высокотемпературной коррозии в виде сочетания различных окисных пленок достаточно сложного химического состава. Основными компонентами, образующими нагар, являются целый ряд окисных соединений таких как: Мо03, NiO, W03, Na2S04, Na2Mo04) Na2W04.
Очень специфическим видом эксплуатационных загрязнений являются продукты низкой термостабильности реактивных топлив, образующиеся в виде отложений в топливных коллекторах камер сгорания авиационных ГТД Рис. 1.1,1.2.
Основными компонентами указанных отложений являются продукты коагуляции сложных органических соединений из окислов ароматических углеводородов.
Этот вид загрязнений можно отнести к полостным загрязнениям, т.к. они не контактируют непосредственно с газовоздушным потоком, но могут существенно влиять на его температуру вследствие вызванной этими отложениями неравномерности температурного поля.
Учет влияния низковольтной электропроводимости воды на параметры ЭГ - установок
При рассмотрении подводного электровзрыва общеприняты три основные стадии:
1. Стадия формирования токопроводящего канала, замыкающего межэлектродный промежуток (долидерная стадия).
2. Канальная (лидерная) стадия, характеризующаяся резким ростом канального тока и энергии. Эта стадия начинается с момента замыкания водного промежутка каналом высокой проводимости.
3. Послеразрядная стадия наступает после окончания выделения электрической энергии в разрядном канале. На этой стадии наблюдается пульсация послеразрядной газовой полости.
На практике [49, 55, 56], при регистрации электрических характеристик, удается зафиксировать всего две стадии, которые представляют собой две основные области изменения указанных характеристик в период пробоя, а соответственно время пробоя определяется двумя составляющими: tnp=Wn , (2.1) где ta.n. - время запаздывания пробоя; tn - время лидерной стадии;
На время запаздывания пробоя существенное влияние оказывает электропроводность жидкости, в которой реализуется электрогидровзрыв. Опытные зависимости [21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 51, 54, 55] по определению времени запаздывания пробоя от электропроводимости носят противоречивый характер. Встречаются работы, в которых приводятся результаты как с растущей зависимостью времени пробоя от электропроводности, так и с падающей зависимостью. В работах [59, 60] выполнена попытка согласовать указанные противоречия. По мнению авторов [59, 60] основные закономерности поведения электролитов в сверхвысоких по напряженности полях могут быть описаны законами классической электрохимии. Кроме этого, в работах [59, 60] показано, что вплоть до уровня напряженности поля Е=2,5МВ/см, основная доля тока проводимости приходится на ионный ток. При анализе процессов электрогидровзры-ва приняторазличать низковольтную проводимость рабочей среды, заполняющей межэлектродный промежуток - анв. и высоковольтную проводимость непосредственно в канальной стадии развития процесса - авв
Низковольтная проводимость рабочей среды о1В является одной из главных характеристик, определяющих развитие процесса электровзрыва. При низкой электропроводности воды порядка 10"2 Ом" м"1 свечение лидера наблюдается в приэлектродной зоне [55]. Если низковольтная проводимость достигает величины 10" Ом м 1 свечение лидера наблюдается по всей длине. Одновременно во всех работах [49, 54, 55] отмечается, что рост низковольтной проводимости вызывает увеличение числа лидеров. При этом, рост проводимости приводит к явлению «беспробойного» разряда жидкости. Явление «беспробойного» разряда исследовалось в работе [61]. Термин «беспробойный» разряд (БР) возник в процессе экспериментальных исследований электроискровых разрядов в воде и применяется в том случае, когда разряд не завершается пробоем межэлектродного промежутка. Такой тип разряда получается случайно при эксплуатации обычных ЭГ - установок; целенаправленное получение БР осуществляется с помощью специальных электродных систем в сильнопроводящих жидких средах. Практическое применение беспробойного разряда по имеющимся данным носит ограниченный характер. Основные технологические процессы с применением БР - обезжиривание деталей и узлов, стерилизация жидких сред. Для практического использования в технологических процессах очистки деталей при ремонте режим БР представляет значительный интерес в связи с тем, что режим очистки деталей в обычном ЭГ - режиме (электрод-деталь) вызывает на поверхности детали прижоги в местах замыкания лидеров. Для деталей, не имеющих наработки в эксплуатации (новых деталей) это явление отрицательных последствий не имеет, в связи с тем, что при дальнейшей обработке деталей следы прижогов удаляются. Для очистки деталей, поступивших в ремонт и имеющих эксплуатационную наработку, наличие прижогов после ЭГ - очистки на поверхности таких деталей является браковочным признаком. Исходя из указанных обстоятельств, при реализации ЭГ - очистки деталей при ремонте необходимо исключить замыкание каналов разряда на поверхность очищаемой детали, т.е. проводить обработку в режиме близком к «беспробойному разряду». Как указано выше в настоящем разделе, такой режим можно получить при реализации ЭГ - процесса в среде с повышенной проводимостью. Изменение проводимости воды при реализации большого количества ЭГ - разрядов (порядка 2000 и более) отмечено в ряде работ [22, 23, 62]. В приведенных работах изменение электропроводности было отмечено для дистиллированной воды. В работе [62] отмечается значительный диапазон изменения электропроводимости воды от 0,3-10"2Ом" м" при 100 им-пульсах до 1,3-10" Ом" м" при 600 импульсах. В работе [22] так же отмечается резкий рост электропроводности воды при величине вводимой энергии в диапазоне 300-500 кДж/дм . В диапазоне 500-1000 кДж/дм3 рост электропроводности воды в рабочих камерах стабилизируется и достигает насыщения, находясь на уровне 0,МО"2 - 0,04-10"2 OM"V. Авторы работ [17,18,57] отмечают, что изменение проводимости рабочей среды связано со структурными изменениями воды, механизмом ее ионизации и проявлением твердой тонкодисперсной фазы, вносимой в воду при эрозии электродов.
Структурная схема экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования технологического процесса ЭГ-очистки деталей при ремонте, как указывалось в гл. 1 и 2 настоящей работы, производились на примере очистки щелевых отверстий сопловых лопаток 1 ступени турбины от эксплуатационных загрязнений.
Цель экспериментальных исследований - отработка технологических режимов ЭГ-очистки щелевых отверстий лопаток соплового аппарата первой ступени турбины, имеющих различную наработку в эксплуатации, в рабочей среде с управляемой проводимостью.
Поставленная цель включает в себя экспериментальное решение следующих задач: - экспериментальное подтверждение расчетных результатов гл. 2 по выбору технологических режимов ЭГ - очистки; - экспериментальное подтверждение эффективности технологического процесса ЭГ - очистки щелевых отверстий лопаток соплового аппарата первой ступни турбины; - экспериментальное определение диапазона изменения электропроводности рабочей среды при обработке в одномембранном диализаторе; - экспериментальное исследование влияния процесса ЭГ - очистки на служебные характеристики материала очищаемых деталей с различной наработкой в эксплуатации, в плане выработки назначенного ресурса; - экспериментальное подтверждение величин силового воздействия, при ЭГ - очистке, на материал очищаемой детали;
В соответствии с поставленной целью и задачами экспериментальных исследований была разработана структурная схема указанных исследований, которая представлена на рис 3.1.
Согласно схеме, представленной на рис З.1., экспериментальные исследования технологического процесса ЭГ - очистки лопаток соплового аппарата первой ступени турбины проводились, как на натурных лопатках, так и на образцах, изготовленных из материала ЖС6-УВИ методом литья по выплавляемым моделям, с различной наработкой в эксплуатации.
Исследования на натурных лопатках включали в себя следующие этапы: - подбор лопаток сопловых аппаратов первой ступени турбины, имеющих засорения щелевых отверстий на входной кромке, с различной степенью наработки в эксплуатации; - оценка технической годности подобранных лопаток и контроль степени засорения щелевых отверстий эксплуатационными загрязнениями; - электрогидравлическая очистка щелевых отверстий на выходных кромках лопаток соплового аппарата первой ступени турбины, в среде с управляемой проводимостью; - оценка эффективности ЭГ - очистки щелевых отверстий на выходных кромках лопаток соплового аппарата первой ступени турбины. Контроль технического состояния лопаток после ЭГ - очистки; - металлографические исследования состояния материалов лопаток соплового аппарата первой ступени турбины с различной наработкой в эксплуатации до ЭГ - очистки и после ЭГ - очистки.
Перечисленный комплекс исследований на натурных лопатках соплового аппарата первой ступени турбины позволил произвести комплексную оценку возможности проведения ЭГ - очистки указанных деталей при ремонте (после определенной наработки в эксплуатации), но не позволил оценить влияние технологического процесса ЭГ - очистки лопаток при ремонте на процесс отработки назначенного ресурса в составе газотурбинного двигателя. С учетом указанных обстоятельств, в рамках структурной схемы Рис. З.1., были проведены исследования влияния ЭГ - очистки на служебные характеристики материала лопаток в плане выработки назначенного ресурса, после применения указанной обработки.
Исследования влияния технологического воздействия ЭГ - обработки на ресурс материала деталей - лопаток соплового аппарата 1 ступени турбины проводились на образцах. Задача данного этапа экспериментальных исследований сводилась к определению возможностей отработки назначенного ресурса двигателя (18000 часов) материалом лопаток, прошедшем ЭГ - обработку на режимах ЭГ - очистки.
Исследования на образцах включили в себя следующие экспериментальные работы: - предварительные термоциклические испытания образцов за эксплуатационную наработку, соответствующую наработке лопаток соплового аппарата 1 ступени турбины, подобранных в эксплуатации с засоренными отверстиями на выходной кромке; - электрогидравлическую обработку образцов на установке ЭГ - очистки с использованием технологических режимов, применяемых при очистке натурных лопаток согласно первому этапу экспериментальных работ; - термоциклические испытания образцов, прошедших ЭГ - обработку на режимах ЭГ - очистки, за наработку эквивалентную эксплуатационной наработке, соответствующей назначенному ресурсу двигателя.
В связи с тем, что ЭГ - очистка лопаток производилась в среде с управляемой проводимостью, в рамках экспериментальных исследований, проводимых в настоящей работе, была разработана экспериментальная установка по изменению электропроводимости рабочей среды в разрядной камере устройства для электрогидравлической очистки лопаток соплового аппарата 1 ступени турбины. Управление величиной электропроводности рабочей среды выполнялось на одномембранном диализаторе, исследование рабочих характеристик которого проводилось в рамках структурной схемы экспериментальных исследований.
Для проведения достоверности определенных в настоящей работе силовых и искровых воздействий, возникающих при ЭГ - очистке, указанные воздействия для каждого режима были записаны на стальную ленту. Стальная лента имела ширину равную длине щели на выходной кромке натуральной лопатки соплового аппарата 1 ступени турбины и на ней с точностью до числа разрядов воспроизводились все действующие технологические нагрузки, имеющие место при ЭГ - очистке деталей.
Управление электропроводностью среды в одномембранном электродиализаторе
Согласно методике, изложенной в 3.4 настоящей работы, диапазон управления проводимостью рабочей среды для разрядной камеры устройства ЭГ - очистки исследовался в одномембранном диализаторе. Исследования проводились при подаче напряжения постоянного тока на электроды диализатора в диапазоне 100 - 500 В. Перед включением электродиализатора в рабочей среде - водном конденсате, замерялись следующие параметры: температура, водородный показатель, ток проводимости. После подачи напряжения на электроды электродиализатора, каждые 5 минут производился замер температуры обрабатываемой воды, водородного показателя и тока проводимости. Одновременно каждые 5 минут производился контроль уровня напряжения и тока электродиализатора. Указанные замеры производились для фиксированных значений напряжения на электродах: 100В, 200В, 300В, 400В. После замеров некоторые параметры проходили математическую обработку, в частности, величина электропроводности воды определялась расчетным способом по результатам замера тока проводимости в стандартной ячейке с графитовыми электродами и эталонированным межэлектродным расстоянием, площадью электродов, в условиях подачи на электроды ячейки стабилизированного напряжения переменной полярности.
Результаты замеров представлены в табл. 4.1., при этом следует отметить, что в таблице временные интервалы замеров увеличены до значений 30 минут.
Затраты энергии, необходимые для изменения водородного показателя 1м конденсата воды с 7.0 до 10,0, составили 864 кВт час. Время достижения рН=10 составило 8 часов.
Результаты замеров изменения электропроводности водяного конденсата при напряжении на электродах электродиализатора U=200B представлены в табл. 4.2.
Экспериментальные данные, представленные в табл. 4.1. - 4.4., показывают что рост электропроводности рабочей среды, контролируемый по значениям водородного показателя, обеспечивается величиной подаваемого на электроды электродиализатора рабочего напряжения и уровнем начальной электропроводности обрабатываемой в электродиализаторе воды. Скорость роста электропроводности рабочей среды также определяется величиной напряжения на электродах диализатора. Затраты электроэнергии определяются режимом обработки рабочей среды и находятся в прямой зависимости от уровня напряжения, подаваемого на электроды электродиализатора.
Результаты замеров, согласно табл. 4.1. - 4.4, представлены на рис 4.1. Рисунок 4.1. представляет собой обобщенную вольтамперную характеристику режимов работы электродиализатора. Данные представленные на рис. 4.1. позволяют, задавшись режимом - величиной напряжения, подаваемого на электроды электродиализатора, определять время достижения необходимой проводимости по показателю рН. Пунктирными линиями нанесены фрагменты кривых с одинаковым водородным показателем. Характерной особенностью линий равной проводимости (по рН) является то, что режимы с нижним рабочим напряжением на электродах (100-200В) лежат на одной кривой, в свою очередь режимы 300-400В, также принадлежат одной кривой. Все режимы обработки выполнены для объема обрабатываемой жидкости 1 м3.
Максимально достигнутой величиной проводимости на всех режимах, кроме (U-100B) является рН=10,8 дальнейшая обработка воды не приводила к повышению водородного показателя. Таким образом, при обработке водного конденсата практически достигнуто изменение низковольтной проводимости рабочей среды в диапазоне по водородному показателю от 7,0 до 10,8 и по проводимости от 6,8-10"6 OM V ДО 1,1 -10"4 OM V. ЭТОТ предел изменения низковольтной проводимости является достаточно широким и позволяет осуществлять управление параметрами процесса ЭГ - очистки в достаточно широком диапазоне. Согласно расчетной оценке, выполненной во 2-ой главе настоящей работы, изменение огнв в интервале от 10"6 Ом м"1 до 10"4 Ом" м" ведет к уменьшению напряжения Uo от 14,5 кВ до 10,3 к, вызывает рост потребной емкости С с 0,7 мкФ до 1,013 мкФ и с 13 мм до 10 мм уменьшает величину разрядного промежутка 1рп. Указанное изменение параметров установки при изменении величины проводимости рабочей среды подтверждает возможность управления режимам ЭГ- обработки (ЭГ - очистки).
Из табл. 4.6. следует, что расчетные значения проводимости в ряде случаев отличаются в значительной мере по абсолютным значениям, хотя порядок величин одинаков. Эти расхождения можно объяснить влиянием температуры на постоянную воды К„20 - константу равновесия. Расчетные значения анв определялись при значении Кно при температуре 20С, а фактические значения температур на исследуемых режимах были выше. С учетом указанных соображений, режимы обработки образцов были выбраны в соответствии с данными таблицы 4.6.
Экспериментальные исследования на образцах проводились в соответствии с методикой изложенной в разделе 3.3. настоящей работы.
По результатам экспериментальных исследований образцов выпущена техническая справка №ТС 4256. В соответствии с методикой раздела 3.3. испытания образцов проводились в 2 этапа. На первом этапе образцы в количестве 85 шт. подверглись имитации эксплуатационного повреждения соответствующего наработке 5000 и 10000 часов, что составило 2500 и 5000 циклов нагружения
