Влияние загрязнения воздушного фильтра на работу дизеля

На современных судах в большинстве случаев компрессоры ТК всасывают воздух из машинно-котельного отделения (МКО). Воздух в МКО представляет полидисперсную систему частиц аэрозоля, состоящую как из твердых (пыль, соли, продукты неполного сгорания), так и жидких частиц (масло, вода, топливо), размеры которых находятся в интервале 0,1…100 мкм. Наличие во всасывающем аэрозоле жидких фракций, с одной стороны, существенно увеличивает возможность загрязнения поверхностей, а с другой – затрудняет их очистку.

Например, если величина силы адгезии частицы с сухой поверхностью составляет Fадг = 0,012⋅10-5·dч Н (dч – диаметр частицы, мкм), то для смоченной поверхности при толщине масляной пленки δпл = 0,5dч сила адгезии возрастает до Fадг = 157⋅10-5·dч H.

С целью очистки воздуха, поступающего в компрессоры, последние снабжают сетчатыми или войлочными фильтрами. Большинство ТК (типа VTR, TL, ATL, MS, R, TPL, MET) оборудованы сетчатыми фильтрами, состоящими из проволочной «канители», образованной переплетением сравнительно тонких проволочек диаметром dп до 1 мм. Сепарация частиц пыли и влаги из воздуха, проходящего через такие фильтры, в общем случае происходит вследствие действия сил инерции, тяжести, электростатических, а также в результате молекулярной и турбулентной диффузии. Причем, чем меньше диаметр проволоки, тем меньше размеры частиц, способных осаждаться в фильтре.

Например, при скорости воздуха внутри фильтра Vф = 1 м/с и dп = 0,1 мм минимальный радиус частиц, задерживаемых сетчатым фильтром, составит rмин = 3,3 мкм. Частицы меньших размеров будут попадать в компрессор, способствуя загрязнению проточной части.

Как показывают расчеты [2], через фильтр проходит по массе примерно в два раза больше частиц, чем улавливается им, т. е. сетчатый фильтр теоретически увеличивает время работы компрессора до очистки примерно на 50 %. Но поскольку в фильтре всегда имеется проскок частиц различного диаметра, то его реальная эффективность будет меньше. Опыт эксплуатации показывает, что сетчатый фильтр уменьшает занос компрессора всего лишь на 30…35 %.

Частицы масла и пыли, задерживаемые фильтром, приводят со временем к увеличению его сопротивления. При загрязнении уменьшается площадь проходного сечения, что вызывает дросселирование потока и уменьшение давления на входе в колесо компрессора. При сохранении постоянной удельной работы сжатия давление воздуха на выходе из компрессора также снижается. Степень загрязненности фильтра может быть оценена по величине перепада давлений на фильтре, предельно допустимое значение которого составляет для различных дизелей от 100 до 300 мм вод. ст. (1,0…3,0 кПа) и обычно указано в инструкции по эксплуатации дизеля.

Влияние уменьшения давления перед компрессором на параметры некоторых судовых дизелей показано на рис. 1.5.

Подводя итог, можно сделать вывод о том, что большое количество взвешенных в воздухе машинного отделения частиц неизбежно будет проходить через сетчатый фильтр, и поступать с воздухом в компрессор.

Дата добавления: 2015-07-20