Анотація до роботи:

Калюжний О.Б. Визначення оптимальних структурних параметрів високопористого матеріалу на основі фторопласту-4 для сепарації води з дизельного палива. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 - матеріалознавство. Харківський національний автомобільно-дорожній університет. Харків, 2004.

Встановлено високу ефективність сепарації води з палив об'ємними пористими матеріалами на основі фторопласту-4, утвореними з використанням пороутворювача, що раніше для цього не використовувалися.

Запропоновано метод оптимізації порової структури матеріалу, що сепарує, і встановлено оптимальні значення порових структур матеріалів, сфор-мованих пороутворювачами різних дисперсних складів.

Показано, що ефективність водовідокремлення визначається параметрами порової структури, швидкістю фільтрування V_ф і товщиною пористого матеріалу h. Запропоновано механізм сепарації эмульгованої води з дизельного палива пористими фторопластами. Показано, що для досягнення максимальної ефективності сепарації необхідне комбінування пористих матеріалів на основі фторопласту-4 з різною пористістю.

Розроблено технологічний процес одержання об'ємних пористих матеріалів, що сепарують, на основі фторопласту-4, розроблено технічні умови на “Елементи фільтруючі з фторопласту-4” і організовано їх серійне виробництво. Розроблено і виготовлено сепаратор поділу водопаливної емульсії продуктивністю 60 л/хв, який забезпечує ефективність водовідокремлення не менше h = 98 %, що пройшов іспит й експлуатується на Шевченківському спеціалізованому ремонтно-транспортному підприємстві і паливозаправному комплексі ЧСП “Еліна”, Харківська область, Шевченківський район.

1. Встановлено високу ефективність сепарації води з дизельного палива високопористими фторопластами, порові структури яких сформовані за різними методами.

2. Показано, що перехід у високопротікаючий стан для пористих матеріалів реалізується у вузькому діапазоні значень пористості. Запропоновано класифікацію пористих матеріалів за рівнем їх протікаємості, яка, в свою чергу, визначається величиною пористості матеріалу, і встановлено ступінь впливу товщини пористого матеріалу і дисперсності пороутворювача на перехід у високопротікаючий стан.

3. Розроблено метод графічного комп’ютерного моделювання для встановлення оптимальних порових структур матеріалів, сформованих пороутворювачами різних дисперсних складів. Показано, що оптимальні значення пористості повинні зменшуватися в міру зменшення часток пороутворювача.

4. Визначено основні параметри порової структури матеріалу (пористість, максимальний і середній діаметр міжпорових каналів, коефіцієнт звивистості пор) і встановлено роль параметрів порової структури у формуванні властивостей матеріалів, що сепарують. Показано, що зменшення розміру найбільш проникних пор і підвищення коефіцієнта звивистості порових каналів призводить до підвищення ефективності водовідокремлення.

5. Досліджено вплив швидкості фільтрування V_ф і товщини пористого матеріалу h на ефективність водовідокремлення. Для кожної h пористого матеріалу існує інтервал V_ф, у якому h = 100%. Зі збільшенням V_ф знижувався h, а перепад тиску DR на пористому матеріалі зростав. Встановлено, що залежність DR( V_ф) лінійна, але має злам. Показано, що існує критична швидкість V_к, при якій спостерігається різке зниження h.

6. Вивчено процес сепарації і встановлено три його стадії (акумуляція, суфозія, седиментація). Запропоновано механізм сепарації емульгованої води з дизельного палива пористими фторопластами, який полягає в акумуляції глобул води в поровому просторі матеріалу з наступною їх коагуляцією і виході на поверхню елемента, що сепарує, у вигляді великих крапель з наступної їх седиментацією. Встановлено, що для пористих матеріалів, утворених дрібнодисперсним пороутворювачем, розмір глобул води на виході елемента, що сепарує, d_гл. дорівнює 12 мм, а для пористого матеріалу, утвореного крупнодисперсним пороутворювачем, d_гл.= 23 мм.

7. Показано, що для досягнення максимальної ефективності сепарації необхідне комбінування пористих матеріалів на основі фторопласту-4. Запропонована комбінована двошарова схема сепарації водопаливної емульсії дозволила збільшити d_гл. до 34 мм, а V_к у 1,5 рази, і знизити DR у 2 рази.

8. Розроблено і виготовлено сепаратор поділу водопаливної емульсії продуктивністю М = 60 л/хв, який забезпечує ефективність водовідокремлення не менше h = 98 %, що пройшов експлуатаційні іспити на Шевченківському СРТП і впроваджений на паливозаправному комплексі ЧСП “Еліна”. Річний економічний ефект від застосування сепаратора складає 3483 грн. (у цінах на 2004 р.).