CC BY
42
ИЗ ОПЫТА РАБОТЫ
И И. Берил, М.К. Болога
ЭЛЕКТРОСЕПАРАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА
Институт прикладной физики АН РМ, ул. Академией, 5, г. Кишинев, MD-2028, Республика Молдова
Ранее [1] было установлено, что электросепарация восков и механических примесей подсолнечного масла наиболее эффективна под воздействием электрического поля инжектирующих электродов. Исследования [2-6] показали, что эффективная электросепарация примесей достигается благодаря созданию оптимальных условий для формирования областей с максимальным зарядом, в которые втягиваются примеси за счет кулоновских сил.
При переходе от лабораторных ячеек, содержащих одну секцию для электросепарации, к многосекционным камерам использовалась коллекторная система, при которой сепарируемое масло вводилось на очистку в каждую секцию произвольно. Однако, как показали исследования такой многосекционной камеры, из-за сложности коллекторной системы не обеспечивается одинаковое время обработки масла в каждой секции.
С целью упрощения коллекторной системы камеры предложено выполнить в средней части секций вертикальные разрезы ее боковых стенок (рис. 1) так, чтобы поток очищаемого масла был ламинарным. Как и в [1], в областях под инжектирующими электродами создается максимальный заряд, который локализован и релаксирует очень медленно. Примеси из ламинарного потока масла втягиваются в заряженные области, и по мере прохождения масла в течение оптимального времени из камеры выводится тщательно очищенное масло. Накапливаясь в заряженных областях, примеси осаждаются в сборники.
Рис. 1. Схема экспериментальной многосекционной камеры. 1 - система высоковольтных электродов; 2 -заземленный электрод; 3 -перегородки; 4 - подводящий патрубок; 5 - сливной патрубок
Для сравнения в качестве прототипа можно рассмотреть способ очистки диэлектрических жидкостей и устройство для его осуществления [1]. Устройство содержит камеры из диэлектрического материала с входными и выходными патрубками, разделенные на секции диэлектрическими перегородками, высоковольтные игольчатые электроды и заземленные изолированные пластинчатые
© Берил И.И., Болога М.К., Электронная обработка материалов, 2005, № 5, С. 74-76.
74
электроды. Основной недостаток этого устройства - сложная коллекторная система для подачи очищаемой жидкости в каждую секцию. Из-за сложности выдержки одинаковой продолжительности обработки суспензии в каждой секции эффективность очистки жидкости уменьшается.
В предложенном устройстве (рис. 1) ширина разрезов обеспечивает ламинарное движение суспензии при необходимых значениях времени обработки. Распределение потенциалов электрического поля на внутренних боковых поверхностях секций и в суспензии аналогично приведенным в [4] и обеспечивает локализацию инжектированного заряда в электроконвективных областях, сохраняя механизм электросепарации примесей. Скорость движения примесей максимальна в верхних частях ламинарных областей [5], граничащих с электроконвективными областями, поэтому суспензию вводят в указанных областях, сохраняя ламинарное движение. При ее прохождении по каналу из средней части секции примеси движутся за счет кулоновских сил к электроконвективным заряженным областям. Проходя ряд секций, суспензия очищается до требуемого остаточного содержания примесей.
Зависимость остаточного содержания примесей от времени электросепарации для вязкой суспензии примеси-подсолнечное масло представлена на рис. 2. Для трех модификаций коллекторной системы выполнены практически идентичные условия электросепарации. Наименьшее остаточное содержание примесей достигается в последнем случае.
Рис. 2. Зависимость остаточного содержания примесей от времени электросепарации.
E =1,5105 В/м. 1 — для односекционной ячейки; 2 — для многосекционной ячейки; 3 — для двухсекционной ячейки
С учетом результатов проведенных исследований разработаны рекомендации по проектированию камер электросепараторов подсолнечного масла от механических примесей.
• Принять за основу два варианта секций камер: с разрезами диэлектрических перегородок и с оптимальным расположением входных и сливных патрубков [7]. Оба варианта могут быть совмещены.
• Расчет геометрических параметров камер проводить исходя из следующих условий:
— расстояние между боковыми стенками секций — 30—35 мм,
— расстояние между инжектирующими электродами — 160—200 мм.
• Кривизна инжектирующих электродов не менее 5,7 мм-1.
• Электроды необходимо снабдить диэлектрическими экранами прямоугольной формы с углом раствора 100—155 градусов.
• Использовать на положительной ветви напряжения высоковольтного источника RC контур с постоянной времени 0,07 < т < 0,1 с.
• Установить регулятор уровня суспензии в камерах с точностью до 0,5—1 мм.
• Количество секций в камере и камер выбирать исходя из оптимальной продолжительности обработки суспензии растительного масла в электрическом поле и необходимой производительности электросепаратора.
• Предусмотреть сборники сепарированных примесей, расположенные под дном секций камер с центрами на линиях продолжения инжектирующих электродов.
75
ЛИТЕРАТУРА
1. Болога М.К., Цуляну К.И., Берил И.И. Способ очистки диэлектрических жидкостей. Авторское свидетельство. СССР № 1827871, МКИ В 03 С 5/00. Опубл. 13.10.92. Бюл. № 38.
2. Болога М.К., Берил И.И., Цуляну К.И. Кинетика зарядки суспензии воски-подсолнечное масло в поле инжектирующих электродов // Электронная обработка материалов. 1991. № 5.
3. Болога М.К., Берил И.И., Цуляну К.И., Циуляну И.И. Термостимулированный разряд в суспензии слабопроводящей жидкости // Электронная обработка материалов. 1991. № 6. С. 47-49.
4. Болога М.К., Чернат Е.В., Берил И.И. Распределение потенциалов и напряженности электрического поля в условиях инжектирующих электродов // Электронная обработка материалов. 1997. № 5-6. С. 45-47.
5. Болога М.К., Берил И.И., Чернат Е.В. Электросепарация механических примесей подсолнечного масла в электрическом поле // Электронная обработка материалов. 1998. № 1-2. С. 40-42.
6. Берил И.И., Болога М.К. Инжекционный заряд в суспензии слабопроводящей жидкости. Доклад на V Международной конференции “Современные проблемы электрогидродинамики и электрофизики жидких диэлектриков”. Санкт-Петербург, 1998.
7. Bologa M. Ch., Beril I.I., Cernat E.V. Dispozitiv pentru purificarea lichidelor dielectrice. Brevet de inv., 1940 (B) F1. Buletin oficial de proprietatea industrial^ (BOPI). 2002. N 6.
Поступила 14.03.05
Summary
Design of chamber of electroseparator of mechanical impurities that allows simplifying a collector system of oil input and output as well as to decrease the non-uniformity of treatment and to increase the efficiency of oil purification is proposed. Sections of a multisectional chamber have vertical cuts in the middle part of side walls. Experimetal data on electroseparation have been analyzed and recommendations on designing of electroseparator’s chamber are given.
76
