Остання редакція: 2020-05-20
Анотація
Ефективність багатьох технологічних процесів, а також якісна та надійна робота гідросистем забезпечується за допомогою фільтрування технічних рідин. Проблеми якісного фільтрування рідин вирішують за допомогою застосування різних способів фільтрування, наприклад, фільтрів з сітчастими або пористими перегородками [1], відцентрових фільтрів [1], фільтрами, що створюють високі відносні швидкості переміщення фільтрувальної перегородки і забрудненої рідини, наприклад, за рахунок швидкого обертання в рідини циліндричної фільтрувальної перегородки [ 1].
Всі вище зазначені способи фільтрування мають декілька суттєвих недоліків. Перш за все, це необхідність в періодичному механічному очищенні фільтроелементу за допомогою протитиску або періодичного обертання ножів, які прочищають пази щілинних фільтроелементів, та за допомогою низькочастотних вібраційних електроприводів, які забезпечують періодичне або безперервне скидання осаду з фільтруючої перегородки. Ще один недолік полягає в малій сміттеємності фільтроелементів у фільтрах тонкого очищення, що призводить до швидкого засмічування фільтроелементу і, як наслідок, зростання перепаду тиску на ньому.
Однак існує ще один спосіб фільтрування рідини, який полягає в розміщенні фільтроелементу в ультразвуковому полі, інтенсивність якого перевищує поріг виникнення в рідині кавітації. Особливості фільтрування в даному випадку забезпечуються вторинними ефектами, що супроводжують явище ультразвукової кавітації, а саме, дегазацією, мікротечіями, ударними хвилями, акустичною турбулентністю, потужними кумулятивними мікроструменями і т. ін.. [2-3]. Однак, широкому застосуванню цього способу фільтрування заважає недостатня вивченість таких процесів в кавітаційному середовищі, а саме, вплив частинок забруднювача на стійкість та довговічність фільтроелементу та деталей корпусу, відсутність рекомендацій з вибору конструкційних матеріалів для подібних конструкцій.
В даній роботі проведено порівняльний аналіз фізико-механічних характеристик чотирьох типів ударостійких матеріалів для виготовлення фільтроелементу технологічного обладннання ультразвукової фільтраціїї рідини.
Розглянемо характеристики найпоширеніших конструкційних матеріалів для виготовлення фільтроелементу. Поліамід-6 (Мерканіт марки ГК-6) – це капронове волокно, мерканіт широко використовується в приладобудівної та машинобудівній промисловості, легко піддається механічній обробці, має чудові механічні властивості. Деталі з поліаміду-6 відмінно поглинають ударні навантаження та є довговічними. Межа текучості при розтязі 85 МПа, ударна міцність по Ізоду 500 Дж/м.
ELASTAN D70 – твердий матеріал, застосовується для друку удароміцних і зносостійких виробів. Його головна особливість – відновлення початкової форми після деформації, саме тому його часто застосовують для деталей що піддаються постійному динамічному навантаженню. Окрім цього деталі з матеріалу ELASTAN D70 добре обробляються. Границя міцності на розтяг 57 МПа.
ABS – M30 – це термопластична удароміцна технічна смола, сополімер акрилонитрил-бутадієн-стирол. Він має унікальні фізичні властивості, це найпопулярніший матеріал для виробництва виробів різної форми та 3D друку. ABS – M30 на 25-70% міцніше, ніж стандартний ABS-пластик, більш ударостійкий та значно міцніший. Границя міцності на розтяг 36 МПа, ударна міцність по Ізоду: 139 Дж/м.
PC (полікарбонат) – це термопластичний полімер, який не має аналогів серед сучасних полімерів. Він відрізняється чудовими параметрами міцності і термостійкості. Його твердість і опір стисненню аналогічний алюмінію - армований багатошаровий монолітний полікарбонат здатний витримати навіть постріл з вогнепальної зброї. . Границя міцності на розрив 68 МПа, Ударна міцність по Ізоду: 53 Дж/м.
Проаналізувавши фізико-механічні характеристики різних конструктивних матеріалів, можна сформулювати наступний висновок: краще всього для виготовлення фільтроелементу використовувати мерканіт марки ГК-6, ажде він характеризується високою ударостійкістю та міцністю, що є визначальними характеристиками при виборі матеріалу.
Посилання
Список використаних джерел
1. Луговской А.Ф. Ультразвуковая кавитация в современных технологиях / А.Ф. Луговской, Н.В. Чухраев. - К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2007. - 244 с.
2. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах / Б.Г. Новицкий. – М.: Химия, 1983 – 192с., нл.
3. Кильчевский Н.А. Теория соударения твердих тел / Н.А. Кильчевский.- М.: Видавництво «Наукова думка», 1969. – 247 с.