CC BY
118
УДК 621.89+665.6
ОБОСНОВАНИЕ ВРЕМЕНИ ОТБОРА ПРОБ МАСЛА ПРИ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОМ АНАЛИЗЕ
К.И. ГРЯДУНОВ, А.Н. ТИМОШЕНКО
Статья представлена доктором технических наук, профессором Коняевым Е.А.
Представлена математическая модель седиментации частиц загрязнения в масле МС-8п, позволяющая учесть влияние времени отбора проб на гранулометрический состав загрязнений в пробе.
Ключевые слова: продукты износа пар трения, седиментация, скорость оседания.
Результаты анализа проб масел на наличие продуктов износа существенно зависят от времени отбора проб. Методикой отбора проб предусмотрено ограничение времени отбора проб не более 30 минут. Представляет интерес определение размеров и плотности частиц загрязнений, оседающих в указанный временной интервал.
Для оценки вязкостно-температурных свойств масел используют зависимость вязкости от температуры по уравнению Вальтера [3]
Величина В - тангенса угла наклона прямой - характерна для каждого масла.
Зная кинематические вязкости у1 и у2 при температурах Т1 и Т2, можно вычислить В по следующему уравнению [3]
Из табл. 1 для масла МС-8п берем значения у1, у2, Т1, Т2 и по формуле (2) вычисляем значение В
В=4,099.
Коэффициент А определяем по формуле (1) при известных из табл. 1 [2] значениях вязкости и температуры
А=24,457.
Таблица 1
Вязкостно-температурные характеристики минеральных масел для турбореактивных двигателей
Показатели МС-8п к р 8 ■ С МК-8п МК-8
Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре: 50 °С, не менее 8,0 8,3
-40 °С, не более 4000 5000 6500 6500
Плотность при 20 °С, г/м3, не более 875 900 885 885
Таким образом, окончательное уравнение вязкостно-температурной характеристики для масла МС-8п, полученное из уравнения (1) подстановкой вычисленных коэффициентов
Ып(г - 0.3) = 24,457 - 4.0991дТ В явном виде зависимость вязкости от температуры соответственно
^ -,л Г, і 5Л.45-1 -4. ВЧЧІдТ I
V = 2,7182'710 ' - а.В,
где V - вязкость масла (мм2/с); Т - температура масла, К.
(3)
(4)
Вязкостно-температурная характеристика масла МС-8п по формуле (4) будет выглядеть, как показано на рис. 1, 2.
7ПППП П
1 Эиии,и ПППП П
с.ППГ> п
0,0
а:
-50 -40 -30 -20 -10 0
Температура, °С
■Зависимость кинематической вязкости от температуры
Рис. 1. Вязкостно-температурная характеристика масла МС-8п для диапазона температур от -50 до 0 оС
Рис. 2. Вязкостно-температурная характеристика масла МС-8п для диапазона температур от 0 до 100 оС
Проведем оценку времени осаждения различных частиц в масле МС-8п. Уравнение для установившейся скорости оседания [1]
■ч
2130 с (Р- \
", =-------
Формула (5) получена при использовании следующих размерностей: У0 - мм/с; ГЗ - мм; Ух - мм2/с.
Из формулы (5) очевидно, что скорость оседания частицы У0 зависит от вязкости масла \м и его плотности рм, которые, в свою очередь, зависят от температуры масла Ї.
Для расчетного определения плотности масла рм в зависимости от температуры используется выражение [4]
рк = (1- 0,001317 (>-20) )р20 -0.001325(*-20), (6)
где 1:- температура, оС; р20 =875 кг/м3 - плотность масла Мс-8п при 20 оС.
Зависимость скорости оседания частиц радиусом 0,0001 м от температуры масла показана на рис. 3.
и
5 0,07
х 0,06
5 0,05
«и
ё 0,04 н 0,03 §. 0,02
3 °-01
О
20 40 60 80 100
Температура, °С
Рис. 3. Зависимость скорости оседания от температуры
Из формулы (5) очевидно, что скорость оседания меньше у частиц из материалов с меньшей плотностью. Из рассматриваемых частиц загрязнения наименьшую плотность имеет А1 (2700 кг/м3). Поэтому и время оседания у него будет наибольшим. Учитывая, что уровень масла в коробке приводов составляет примерно 40 см, на рис. 3 показана зависимость времени оседания частицы алюминия радиусом 0,0001 м от температуры.
Рис. 4 показывает, что при характерной температуре после останова двигателя в 70оС все частицы плотностью более 2700 кг/см3 и радиусом больше 0,0001 м в коробке приводов полностью осядут менее, чем за минуту. При остывании двигателя до 30оС это время увеличивается незначительно - до 2,5 минут.
<£- 2,500 -р-
д. 2,000
Ш
о 1,500
ОС
§ 1,000 а. со
0,500
0,000
20
Температура, °С
Рис. 4. Зависимость времени оседания от температуры
Соответственно отбор проб следует производить практически сразу после останова двигателя.
40 60 80 ЮО
ЛИТЕРАТУРА
1. Тимошенко А.Н., Грядунов К.И. (2010). Математическая модель гравитационной очистки топлив от механических загрязнений. Ассоциация ОАТО ВС ГА(№ 5). - С. 46-47.
2. http://tavot-spb. ru/aviacionnye_masla.
3. http://www.geolib.ru/OilGasGeo/1989/11/Stat/stat08.html#ris01.
4. http://www.tehnoinfa.ru/plastichnostnefteproduktov/29.html.
PROBE SAMPLING PERIOD OF OIL BY X-RAY FLOURESENCE ANALYSIS JUSTIFICATION
Gryadunov K.I., Timoshenko A.N.
Contaminations sedimentation mathematical model in МС-8п oil allowing to take into account probe sampling period effect on granulometric contaminations composition in the probe is presented.
Key words: sedimentation, friction pair wear products, sedimentation speed.
Сведения об авторах
Грядунов Константин Игоревич, 1986 г.р., окончил МГТУ ГА (2008), аспирант МГТУ ГА, автор 7 научных работ, область научных интересов - эксплуатация летательных аппаратов.
Тимошенко Андрей Николаевич, 1959 г.р., окончил МИИ ГА (1981), заместитель директора ЦС ГСМ ГосНИИ ГА, автор 6 научных работ, область научных интересов - эксплуатация воздушного транспорта, обеспечение качества авиационных ГСМ.
