2173
.pdf
Окончание прил . 1
Рис. П1.3. Скорость адсорбции воды силикагелем и молекулярным ситом [89]
91
Приложение 2
Расчет коэффициента трения в плунжерной паре
исмазывающей способности топлива
взависимости от его обводненности
Коэффициент трения f определяется из выражения [62]:
f |
2 R |
e sin . |
|
R r |
2 R |
Смазывающая способность Ф топлива определится [62]:
Ф v r . N
В свою очередь нагрузка N находится как
N p S .
Характеристика режима смазки λ вычисляется по следующей зависимости [62]:
. p
Скорость движения плунжера выбираем согласно рекомендаций [4, 64] Коэффициент динамической вязкости смазывающей жидкости опреде-
ляется следующим выражением [32]
t .
Кинематическая вязкость смеси топлива с водой определяется с помощью выражения [33]:
см mT mB T B .
mT T mB B
Плотность смеси топлива с водой определяется по формуле [33, 34]:
см Т VT В VB .
VT VB
Таблица П2.1 Значения параметров для расчета коэффициента трения в плунжерной паре и смазывающей способности топлива
Параметры |
Значение |
ρВ – плотность воды при 20оС, кг/м3 |
ρВ = 1000 |
ρТ – плотность топлива при 20оС, кг/м3 |
ρТ = 860 |
νB – кинематическая вязкость воды при 20оС, м2/с |
νB = 1,01·10-6 |
νТ – кинематическая вязкость топлива при 20оС, м2/с |
νТ = 4,5·10-6 |
R – радиус втулки, м |
R 4,5 0,010,06 |
r – радиус плунжера, м |
r 4,5 0,010,06 |
υΣ – результирующая скорость плунжера, м/с |
υΣ = 1,4 |
р – давление на плунжер, Н/м2 |
р = 14 |
S – площадь торца плунжера, |
S = 0, 254·10-3 |
92
Продолжение прил . 2
Расчет интенсивности изнашивания плунжерных пар с учетом обводненности топлива
Линейная характеристика изнашивания, представляет собой толщину изношенного слоя, который приходится на единицу пути трения [62]:
Ih Lh LU ,
U Uпред Uнач .
Наименьшая толщина смазывающей пленки определяется как [62]:
hmin 1 U2 1 .
С учетом гидродинамических свойств [32]: hmin 1,04 .
Приведенный радиус кривизны определяется из уравнения [99]:
RR rr .
При внешнем контакте в знаменателе берется знак «+», при внутреннем «-». С учетом вышеприведенных выражений получим:
U 2,08 .
1
Таблица П2.2 Значенияпараметровдлярасчетаинтенсивностиизнашиванияплунжернойпары
Параметры |
Значение |
|
χ – относительный эксцентриситет |
χ = 0,95 |
|
λ1 – характеристика режима смазки |
λ1 = 0,022296 |
|
λ2 – характеристика режима смазки |
λ2 = 0,083698 |
|
ρнач – начальный приведенный радиус кривизны, м* |
ρнач = 2,2666·10-3 |
|
ρпред предельный приведенный радиус кривизны, м* |
ρпред = 2,2637·10-3 |
|
Rнач – начальный радиус втулки, м |
Rнач 4,5372 10 3 |
|
Rпред – предельный радиус втулки, м |
Rпред 4,5443 10 3 |
|
rнач – начальный радиус плунжера, м |
rнач 4,5292 10 3 |
|
rпред – предельный радиус плунжера, м |
rпред 4,5107 10 3 |
|
Ih0 – линейная характеристика интенсивности изнашивания (на |
Ih0=0,000198872 |
|
чистом топливе)* |
||
|
||
Ih1 – линейная характеристика интенсивности изнашивания (на |
Ih1=0,000208353 |
|
обводненном топливе)* |
||
|
||
I – изменение интенсивности изнашивания, % * |
I=4,6 |
* Рассчитываемый параметр
93
Окончание прил . 2
Таблица П2.3 Расчет коэффициента трения в плунжерной паре и смазывающей
способности топлива
Количественный |
Плотность |
Кинема- |
Динами- |
Характе- |
Коэф- |
||
состав смеси |
|||||||
тическая |
ческая |
ристика |
|||||
Массовая |
Массовая |
||||||
смеси, |
вязкость, |
вязкость, |
режима |
фициент |
|||
|
|
3 |
|
||||
доля |
доля |
кг/м |
м2/с |
Н с/м2 |
смазки |
трения |
|
топлива, % |
воды, % |
|
|
|
|
|
|
99 |
1 |
861,2057 |
1,017894 |
876,616392 |
0,022296 |
0,001260 |
|
98 |
2 |
862,4148 |
1,025913 |
884,762559 |
0,022503 |
0,001272 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
97 |
3 |
863,6272 |
1,034059 |
893,041608 |
0,022714 |
0,001284 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
96 |
4 |
864,8431 |
1,042336 |
901,456744 |
0,022928 |
0,001296 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
95 |
5 |
866,0624 |
1,050746 |
910,011276 |
0,023145 |
0,001308 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94 |
6 |
867,2852 |
1,059292 |
918,708622 |
0,023366 |
0,001321 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
93 |
7 |
868,5114 |
1,067979 |
927,552310 |
0,023591 |
0,001333 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
92 |
8 |
869,7411 |
1,076810 |
936,545987 |
0,023820 |
0,001346 |
|
91 |
9 |
870,9743 |
1,085788 |
945,693419 |
0,024053 |
0,001359 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
10 |
872,2110 |
1,094917 |
954,998502 |
0,024289 |
0,001373 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
20 |
884,7737 |
1,195423 |
1057,67919 |
0,026901 |
0,001520 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
30 |
897,7035 |
1,316247 |
1181,59937 |
0,030053 |
0,001699 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
40 |
911,0169 |
1,464240 |
1333,94718 |
0,033928 |
0,001918 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
50 |
924,7312 |
1,649728 |
1525,55471 |
0,038801 |
0,002193 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
60 |
938,8646 |
1,889027 |
1773,54104 |
0,045108 |
0,002550 |
|
30 |
70 |
953,4368 |
2,209528 |
2106,64574 |
0,053580 |
0,003028 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
80 |
968,4685 |
2,661007 |
2577,10140 |
0,065546 |
0,003705 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
90 |
983,9817 |
3,344371 |
3290,799703 |
0,083698 |
0,004731 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94
Приложение 3
Расчет параметров фильтра-влагоотделителя для трактора Т-150 К/ХТЗ-150К-09
Основными параметрами фильтра-влагоотделителя являются: диаметр, количество адсорбционных кассет и высота адсорбционных кассет
Разработанный фильтр-влагоотделитель, устанавливаемый на трактор Т-150К/ХТЗ-150К-09, подключается к магистрали низкого давления топливной системы двигателя.
Диаметрстаканафильтра-влагоотделителяопределяем, используяформулу:
D |
G |
|
|
. |
|
0,785 v |
||
|
0 |
|
Высота слоя адсорбента в адсорбере:
H hэ m .
Высота слоя поглотителя эквивалентная одной единице переноса определяется из выражения:
hэ S G y .
Коэффициент массопередачи βy находится по формуле
|
|
D 0,54 |
|
||
y 1,6 |
|
|
0 |
. |
|
0,54 |
d1,46 |
||||
|
|
|
|||
Число адсорбционных кассет определяется по формуле
n H . hТ
Высота адсорбционной кассеты HТ определяется из выражения:
HТ hT k ,
Таблица П3.1 Расчет параметров фильтра-влагоотделителя
Параметр |
Значение |
G – расход смеси топлива с водой, м3/с |
G=20,84 · 10-6 |
D – диаметр адсорбера, м |
D=0,12 |
υ0 – скорость потока, м/с |
υ0 =1,84 · 10-3 |
H – высота слоя адсорбента в адсорбере, м |
H=6 · 10-3 |
hT – высота слоя адсорбента в кассете, м |
hT=(0,5…3) · 10-3 |
S – площадь поперечного сечения слоя адсорбента, м2 |
S=11,3 · 10-3 |
βy – коэффициент массопередачи, с-1 |
βy=42,64 |
hэ – высотаслояпоглотителяэквивалентнаяоднойединицепереноса, м* |
hэ=4,32·10-5 |
m – число единиц переноса* |
m=138 |
HТ – высота адсорбционной кассеты, м* |
HТ=35·10-3 |
n – число адсорбционных кассет, шт* |
n=3 |
k – коэффициент объемного расширения адсорбента, |
k = 15…20 |
* Рассчитываемый параметр
95
Приложение 4 Таблица П4.1
Гидравлическая плотность плунжерных пар (за рассматриваемый период наработки)
Время |
|
|
|
|
Гидравлическая плотность, с |
|
|
|
|
|||
наработки |
|
|
|
|
Опыт №1 (чистое топливо) |
|
|
|
|
|||
0 |
65 |
70 |
68 |
67 |
47 |
44 |
43 |
42 |
40 |
35 |
37 |
38 |
120 |
64 |
69 |
68 |
66 |
47 |
44 |
43 |
42 |
39 |
35 |
36 |
38 |
W* |
0,0001 |
0,0001 |
0 |
0,0001 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,0002 |
0 |
0,0002 |
0 |
|
|
|
|
Опыт №2 (топливо + 5 %воды) |
|
|
|
|
|
|||
0 |
55 |
57 |
52 |
58 |
35 |
33 |
34 |
30 |
25 |
27 |
27 |
28 |
120 |
51 |
53 |
48 |
53 |
32 |
30 |
31 |
27 |
23 |
24 |
25 |
26 |
W |
0,0006 |
0,0006 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0007 |
0,0008 |
0,0007 |
0,0008 |
0,0007 |
0,0009 |
0,0006 |
0,0006 |
|
|
|
|
Опыт №3 (топливо + 0,003 % абразива) |
|
|
|
|
||||
0 |
45 |
47 |
48 |
46 |
26 |
27 |
24 |
23 |
35 |
36 |
37 |
36 |
40 |
15 |
16 |
16 |
15 |
9 |
9 |
8 |
8 |
12 |
12 |
12 |
12 |
W |
0,0167 |
0,0165 |
0,0167 |
0,0168 |
0,0163 |
0,0167 |
0,0167 |
0,0163 |
0,0164 |
0,0167 |
0,0169 |
0,0167 |
|
|
|
Опыт №4 (топливо + 5 % воды +0,003 % абразива) |
|
|
|
|
|||||
0 |
70 |
74 |
75 |
72 |
55 |
57 |
56 |
53 |
31 |
29 |
28 |
28 |
40 |
3 |
4 |
4 |
4 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
W |
0,0239 |
0,0236 |
0,0237 |
0,0236 |
0,0236 |
0,0237 |
0,0237 |
0,0236 |
0,0234 |
0,0233 |
0,0232 |
0,0241 |
* W относительная интенсивность изменения гидравлической плотности пары, ч-1
96
Окончание прил . 4 Таблица П4.2
Обработка результатов испытаний плунжерных пар
Показатель |
|
|
Номер опыта |
||
|
1 |
2 |
3 |
||
|
|
|
|||
Среднее |
арифметиче- |
|
0,0001 |
0,0007 |
0,0166 |
ское |
|
|
|
|
0,0166 |
Среднее |
арифмети- |
|
0,0001 |
0,0007 |
|
ческое расчетное |
|
|
|
2,9Е-08 |
|
|
Sj2 |
|
1,8Е-08 |
4,8Е-08 |
|
|
Sj |
|
0,0001 |
0,0002 |
0,0002 |
|
Р |
|
|
2,44 |
|
|
Umax |
|
1,990 |
0,932 |
1,443 |
|
Umin |
|
0,822 |
1,207 |
1,582 |
|
Ft |
|
|
2,5 |
|
|
F |
|
|
2,56 |
|
|
Gt |
|
|
|
0,5 |
|
Gp |
|
|
|
0,327 |
|
Sy2 |
|
|
4E-08 |
|
|
S2(bi) |
|
|
5,5Е-10 |
|
|
S(bi) |
|
|
2,4E-05 |
|
|
t(т) |
|
|
|
2,13 |
|
bi |
|
|
|
0,00005 |
|
t(p) |
|
436,80 |
80,972 |
418,57 |
|
S2aд |
|
– |
0 |
– |
|
Fр |
|
– |
0 |
– |
|
|
|
Коэффициенты |
регрессии |
В2 |
Значение |
|
Во |
B1 |
||
|
0,0103 |
0,0019 |
0,0099 |
||
|
|
|
|||
4
0,0236
0,0236
4,6Е-08
0,0002
2,198
1,948
67,441
–
–
В12
0,0016
97
Приложение 5 Таблица П5.1
Гидравлическая плотность плунжерных пар (за рассматриваемый период наработки)
Время |
|
|
|
|
Гидравлическая плотность, с |
|
|
|
|
||||
наработки |
|
|
|
|
Опыт №1 (чистое топливо) |
|
|
|
|
||||
0 |
65 |
70 |
68 |
67 |
47 |
44 |
43 |
|
42 |
40 |
35 |
37 |
38 |
120 |
64 |
69 |
68 |
66 |
47 |
44 |
43 |
|
42 |
39 |
35 |
36 |
38 |
W* |
0,0001 |
0,0001 |
0 |
0,0001 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0,0002 |
0 |
0,0002 |
0 |
|
|
|
|
Опыт |
№2 (топливо + 5 %воды) |
|
|
|
|
|
|||
0 |
55 |
57 |
52 |
58 |
35 |
33 |
34 |
|
30 |
25 |
27 |
27 |
28 |
120 |
51 |
53 |
48 |
53 |
32 |
30 |
31 |
|
27 |
23 |
24 |
25 |
26 |
W |
0,0006 |
0,0006 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0007 |
0,0008 |
0,0007 |
|
0,0008 |
0,0007 |
0,0009 |
0,0006 |
0,0006 |
|
|
|
|
Опыт №3 |
(топливо |
+ 0,003 |
% абразива) |
|
|
|
|
||
0 |
45 |
47 |
48 |
46 |
26 |
27 |
24 |
|
23 |
35 |
36 |
37 |
36 |
40 |
15 |
16 |
16 |
15 |
9 |
9 |
8 |
|
8 |
12 |
12 |
12 |
12 |
W |
0,0167 |
0,0165 |
0,0167 |
0,0168 |
0,0163 |
0,0167 |
0,0167 |
|
0,0163 |
0,0164 |
0,0167 |
0,0169 |
0,0167 |
|
|
|
Опыт |
№4 (топливо + 5 % воды +0,003 % абразива) |
|
|
|
||||||
0 |
70 |
74 |
75 |
72 |
55 |
57 |
56 |
|
53 |
31 |
29 |
28 |
28 |
40 |
3 |
4 |
4 |
4 |
3 |
3 |
3 |
|
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
W |
0,0239 |
0,0236 |
0,0237 |
0,0236 |
0,0236 |
0,0237 |
0,0237 |
|
0,0236 |
0,0234 |
0,0233 |
0,0232 |
0,0241 |
* W относительная интенсивность изменения гидравлической плотности пары, ч-1
98
Окончание прил . 5 Таблица П5.2
Обработка результатов испытаний плунжерных пар
Номер |
Среднее |
|
Sj2 |
|
Sj |
|
|
Р |
Umax |
Umin |
|
Ft |
F |
Gt |
|
Gp |
|
Sy2 |
||||
опыта |
арифм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
0,0001 |
|
|
1,8Е-08 |
0,0001 |
|
|
1,990 |
0,822 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
|
0,0007 |
|
|
4,8Е-08 |
0,0002 |
2,44 |
0,932 |
1,207 |
2,5 |
2,56 |
|
|
|
4E-08 |
|||||||
3 |
|
0,0166 |
|
|
2,9Е-08 |
0,0002 |
|
|
1,443 |
1,582 |
|
|
|
0,5 |
0,327 |
|
|
|||||
4 |
|
0,0236 |
|
|
4,6Е-08 |
0,0002 |
|
|
2,198 |
1,948 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
S(bi) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Средн. |
|
2 |
|
|
|||
Коэфф. регрес. |
|
|
S (bi) |
t(т) |
|
bi |
t(p) |
|
арифм.расч. |
|
S aд |
|
Fр |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Во |
|
0,0103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
436,80 |
|
|
0,0001 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B1 |
|
0,0019 |
|
5,5Е-10 |
2,4E-05 |
|
|
|
|
80,972 |
|
|
0,0007 |
|
0 |
|
0 |
|||||
В2 |
|
0,0099 |
|
|
|
|
|
|
2,13 |
0,00005 |
418,57 |
|
|
0,0166 |
|
|
|
|
||||
В12 |
|
0,0016 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
67,441 |
|
|
0,0236 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99
Приложение 6
Результаты обработки экспериментальных данных многофакторного эксперимента по исследованию обезвоживания дизельного топлива в фильтре-влагоотделителе
Таблица П6.1 Расчет дисперсии воспроизводимости эксперимента
№ |
х1 |
х2 |
х3 |
у1 |
у2 |
у3 |
у |
Su2 |
опыта |
|
|
|
|
|
|
30,07 |
|
1 |
-1 |
-1 |
-1 |
26,09 |
30,07 |
34,04 |
15,79 |
|
2 |
-1 |
-1 |
1 |
72,00 |
77,95 |
68,89 |
72,95 |
21,16 |
3 |
1 |
0 |
0 |
62,25 |
59,37 |
68,51 |
63,38 |
21,85 |
4 |
-1 |
1 |
-1 |
58,88 |
61,68 |
53,68 |
58,08 |
16,45 |
5 |
-1 |
1 |
1 |
114,67 |
120,50 |
108,54 |
114,57 |
35,80 |
6 |
0 |
-1 |
0 |
104,04 |
109,71 |
100,17 |
104,64 |
23,02 |
7 |
0 |
0 |
-1 |
42,14 |
39,61 |
46,07 |
42,61 |
10,60 |
8 |
0 |
0 |
0 |
103,06 |
98,34 |
107,14 |
102,85 |
19,39 |
9 |
0 |
0 |
1 |
124,07 |
129,28 |
134,18 |
129,18 |
25,56 |
10 |
0 |
1 |
0 |
108,11 |
103,40 |
98,72 |
103,41 |
22,06 |
11 |
1 |
-1 |
-1 |
54,93 |
50,89 |
46,55 |
50,79 |
17,57 |
12 |
1 |
-1 |
1 |
153,13 |
157,69 |
168,80 |
159,87 |
64,96 |
13 |
1 |
0 |
0 |
123,12 |
133,19 |
128,26 |
128,19 |
25,35 |
14 |
1 |
1 |
-1 |
70,35 |
78,14 |
73,63 |
74,04 |
15,30 |
15 |
1 |
1 |
1 |
161,38 |
156,60 |
169,80 |
162,59 |
44,66 |
Табличное значение G-критерия Кохрена, GКР=0,3346
Расчетное значение G-критерия Кохрена, G=0,171 |
|
|
|
Su2 |
|
|
379,53 |
уСР |
|
93,15 |
|
Дисперсия воспроизводимости эксперимента, S 2 (у) =25,3
Таблица П6.2 Значения коэффициентов уравнения регрессии
Значение |
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
b5 |
-2,46 |
5,78 |
-12,35 |
-5,46 |
12,28 |
|
Значение |
b6 |
b7 |
b8 |
b9 |
b10 |
-0,86 |
23,64 |
9,44 |
38,36 |
99,16 |
100