CC BY
22
УДК: 621.431.74-729.3
ОПТИМИЗАЦИЯ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ ТКАНЫХ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СЕТОК СУДОВЫХ САМОРЕГЕНЕРИРУЮЩИХСЯ ОЧИСТИТЕЛЕЙ ТОПЛИВА И
МАСЛА
Кича Г.П., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Судовые двигатели внутреннего сгорания», ФГБОУВО «Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского» Надежкин А.В., д.т.н., доцент, профессор кафедры «Судовые двигатели внутреннего сгорания», ФГБОУ ВО «Морской государственный
университет им. адм. Г.И. Невельского», e-mail: [email protected] Бойко С.П., аспирант кафедры «Судовые двигатели внутреннего сгорания», ФГБОУ ВО «Морской государственный университет им.
адм. Г.И. Невельского»
Приведена методика расчета основных показателей поровых структур тканых фильтровальных сеток полотняного переплетения. Разработаны критерии совершенства геометрии тканых фильтровальных материалов, хорошо согласующихся с их функциональными характеристиками. Оптимизированы параметры фильтровальных сеток с регулярной поровой структурой с наружным и внутренним задерживающими участками, обеспечивающие их высокую пропускную и отсеивающего загрязнения способности, хорошую регенерацию. Представлены параметры структуры и основные показатели эффективности тканых фильтровальных сеток нового поколения.
Ключевые слова: тканые фильтровальные сетки, критерии совершенства тканых сеток, оптимизация геометрии сеток, эффективность фильтровальных сеток, расчет показателей фильтровальных сеток.
OPTIMIZATION PORE STRUCTURE FILTER CLOTH GRIDS SHIP CLEANERS
SELF-RECOVERING FUEL AND OIL
Kicha G., Doctor of Technical sciences, professor, head of the Ship engines of internal combustion chair, FSEIHE «Maritime State University
named after admiral G.I.Nevelskoi» Nadezkin A., Doctor of Technical sciences, assistant professor, professor of the Ship engines of internal combustion chair, FSEI HE «Maritime State University named after admiral G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected]
Boiko S., the post-graduate student, Ship engines of internal combustion chair, FSEI HE «Maritime State University named after admiral
G.I.Nevelskoi»
The design procedure of the main indicators of the pore structure of woven filter mesh plain weave. Criteria perfect geometry of woven filter media, in good agreement with their functional characteristics. Optimized parameters filter mesh with a regular pore structure with inner and outer detaining portions, ensuring their high throughput and sieve contamination good regeneration ability. Parameters of the structure and main indicators of the effectiveness of the new generation of woven filter grids.
Keywords: woven mesh filter criteria perfection woven mesh, mesh geometry optimization, the efficiency of the filter grids, the calculation parameters of the filter mesh.
На судах с высоким уровнем автоматизации широкое распространение получили саморегенерирующиеся фильтры (СРФ), которые используются в системах топливоподготовки и маслоочистки. Эффективное функционирование СРФ не возможно без применения тканых фильтровальных сеток (ТФС) полотняного (голландского) и саржевого переплетений. Тканые фильтровальные материалы (ФМ) обладают высокой очистительной и регенерационной способностью. Они прочны, поэтому изготовленные из них фильтрующие элементы (ФЭ) при регенерации выдерживают напор от промывного потока высокой интенсивности, превышающий фильтровальный в 5-20 раз.
Подбор параметров переплетения ТФС полотняного переплетения ранее осуществлялся без учета формирования пор, обладающих одновременно высокой фильтруемостью, хорошей очистительной и регенерационной способностью. Формирование их поровой структуры осуществлялось из условия простоты и технологичности изготовления сеток. В настоящее время технология изготовления ТФС полотняного переплетения такова, что можно эффективно сбалансировать их функциональные показатели, варьируя диаметрами проволок (нитей утка и основы) и их расположением (шагом) последних.
Целью проведенных исследований была оптимизация поровой структуры ТФС полотняного переплетения, чтобы наиболее рационально сбалансировать их пропускную и задерживающую способности (тонкость и полноту отсева) соответственно с грязеемкостью и регенерируемостью. Оптимизация поровой структуры ТФС осуществлялась для достижения высокой эффективности очистки горючесмазочных материалов (ГСМ) от нерастворимых примесей и хорошей регенерируемости ФЭ СРФ с длительным периодом их работы без обслуживания.
T d d
Геометрия ТФС полотняного переплетения (рис. 1) определяется шагом основы о, диаметрами основной о и уточной про-
А
волок [1]. Суспензия фильтруется через наружный задерживающий участок в форме прямоугольника с тонкостью отсева н *. Далее поток разветвляется и проходит через два внутренних задерживающих участка, поперечное сечение которых имеет форму криволинейного
косоугольного треугольника АВС (см. рис. 1). Тонкость отсева А внутренних задерживающих участков формируется двумя скрещивающимися нитями утка при обхвате ими проволоки (нити) основы.
Тонкость отсева наружного фильтровального участка находится несложно: она равна диаметру уточной проволоки. Тонкость отсева
внутреннего задерживающего участка А определяется по диаметру наибольшего шара, способного проникнуть через внутреннюю пору сложной пространственной формы. Расчет ведется с применением методов дифференциальной геометрии [2], что обеспечивает не только высокую точность расчета, но и более простое выражение для тонкости отсева.
В качестве объекта исследования взяты ТФС прямого (обратного) полотняного переплетения [1], обеспечивающих расположением проволок утка вплотную и регулированием параметрами геометрии высокие функциональные характеристики сеток.
l
Пористость и гидравлический радиус c ТФС могут быть определены через показатели их геометрии:
в
т
Рис. 1. Геометрия тканых фильтровальных сеток
nd; + ndy [rocos (3 + р da+dy~\
2р
^ + d, +- d0+3dv Таcosp
2 у 2 у о к
к =
2PI f ^
>i2
+1 4, + 3< rocosp
m
7i[l + p do + (3dy + rocospJ
(i)
(2)
где - половинный угол перекрестки уточных нитей (проволок) [1].
I
Через параметры и с рассчитывается показатель гидравлических свойств тканых ФМ - коэффициент проницаемости. Для сеток с регулярной поровой структурой он равен: г 2 3
72 3
K = ^
п 5 (1 - т)2
(3)
Другие важнейшие показатели ТФС, такие как площадь внутренней поры в в самом узком ее сечении, прочность сетки на растяжение
Р N
У , число наружных пор п на квадратный сантиметр поверхности могут быть найдены по формулам:
5 = а0С1ёа_ с!0
4зт у 4со8у
/
7Г
— -р -БтРсОБР р = Яй/о°Р
4"103Го
(4)
(5)
N
п
108
^о
(X У о
: . ' - угловые пашметоы внутренних тоеугольных пор ТФС Г 1.21: С
где , ' - угловые параметры внутренних треугольных пор ТФС [1,2]; Р-допустимое напряжение материала проволоки основы на растяжение.
По выражению (5) определяется прочность на разрыв полоски сетки шириной 1 мм. Вследствие особенностей структуры ТФС полотняного и саржевого переплетений число внутренних пор у них в два раза больше, чем наружных. С учетом (4) коэффициент просветности
внутренних и наружных пор ТФС соответственно равен:
{ _
Ув
ат
у ° ; (7)
2Т 2 87>т2р
° 0 Г . (8)
Большой интерес вызывает коэффициент формы поры а в самом узком внутреннем ее сечении, так как он значительно влияет на
£
гидравлику и регенерируемость ФМ. Численно этот коэффициент равен отношению площади в к площади вписанного круга:
_ 45
Р —-2.
А -тг\2
ПА , (9)
где А - тонкость отсева внутреннего поры.
В большой мере на забиваемость ФМ отложениями и его гидравлические свойства влияют число пор на единицу поверхности ма-
8Л
териала и их форма. Внутренние поры ТФС правильной формы, т. е. с наименьшим а обладают наилучшей регенерируемостью при
5 8д
противоточной промывке. Если и и соответственно п минимальны, то число пор на единице поверхности ФМ максимально. При фильтровании суспензии таким материалом из-за более редкой блокировки пор крупными частицами наблюдается менее интенсивный рост перепада давления.
кп К
Наряду с п и п на регенерируемость, гидравлические свойства и особенно грязеемкость ТФС большое влияние оказывает пористость материала в связи с тем, что при промежуточном законе фильтрования часть загрязнений накапливается в поровом пространстве
т
материала. Следовательно, при высоком у ФМ больше «внутренняя» грязеемкость.
Обобщенно эффективность ТФС полотняного и саржевого переплетения характеризуется критерием
к =\03Кпм
, (10) - й Ч/, Фр
который удовлетворительно коррелирует с удельной пропускной способностью ^ , регенерируемостью к и грязеемкостью материала* (рис. 2). От значения ф зависят такие показатели сеток, как энергозатраты на фильтрование и регенерацию, ресурс
Э
фс
необслуживаемой работы фильтра и его надежность. Интегральная эффективность сеток рассчитывается по перечисленным трем
показателям при условии равенства коэффициентов весомости каждого из них.
и,
Показатель ^ (скорость фильтрации) определяли прокачкой через сетку загрязненного масла вязкостью 0,032 ПаЧс при перепаде
ф
давления 10 кПа. Под регенерируемостью " понимается способность ТФС к восстановлению ее гидравлической характеристики. Это отношение перепада давлений на сетке в начале цикла фильтрования к перепаду давлений после воздействия стандартизованного промывного потока. Грязеемкость оценивали по количеству накопленных фильтрующей перегородкой загрязнений при достижении
Эф
Анализ большого числа данных, полученных при моделировании эффективности различных поровых структур, позволил сформи-
перепада давления на ФЭ 0,1 МПа. фс - интегральный показатель эффективности ТФС
ровать критерий их совершенства. Критерий совершенства структуры тканого материала с определяется соотношением параметров его геометрии:
Юс/. Д
Кс =
д
Системный подход к решению задачи глобальной оптимизации многоуровневых объектов, к числу которых относится СРФ, требует применения декомпозиционных методов, позволяющих решать многомерную задачу оптимизации путем деления ее на несколько подзадач меньшей размерности. Многоуровневое приближение предполагает декомпозицию всей системы на ряд подсистем, которые оптимизируются независимо одна от другой по локальному критерию.
К Р
Применительно к тканым ФМ с регулярной поровой структурой локальными критериями оптимизации могут быть ^ . п , а ,
N к к.
п , с и В отличие от материалов с хаотическим расположением волокон поровая структура тканых сеток управляема. Опти-
мизирующим фактором выступают параметры геометрии ТФС: диаметр уточной и основной проволок, шаг основы.
* Показатели . ^ ^, и Фс приведены в % относительно эффективности базового варианта, который наиболее характерен при использовании тканых ФМ в СРФ.
* Показатели и^, фр, ^ и Эфс приведены в % относительно эффективности базового варианта, который наиболее характерен при использовании тканых ФМ в СРФ.
160 120
80 40 0
% О
о -Х^О о
^ о" о О
0,15 0,3 0,45 0,6 0,75 0,9 Кф а
160
120
80
40 0
% □____»
ип □
0,15 0,3 0,45 0,6 б
0,75 0,9 К,
Ф
Фр, 120
90
60
30 0
%
*
/ь +
Д-Й
0,15 0,3 0,45 0,6 0,75 0,9 Кф
Эфс, 120
90
60
30 0
%
дд д
0,15 0,3 0,45 0,6 0,75 0,9 Кф
г
Рис. 2. Зависимость функциональных характеристик ТФС от критерия ф
Расчеты показывают, что наиболее рациональным способом увеличения полноты отсева загрязнителей с высокой долей тонкодисперсных фракций является не уменьшение а, а двухступенчатое фильтрование поровыми структурами с приближением тонкости отсева
Лн А
наружного задерживающего участка к вплоть до их равенства.
В СРФ необходимо обеспечить наравне с высокой пропускной способностью качественную регенерацию ФЭ. При низкой регенери-руемости ФМ сделать это трудно. Таким образом, при оптимизации процесса очистки показатели первой группы для большинства ТФС
могут быть ограничивающими параметрами. Причем для тканых сеток важно обеспечить стабильное значение ^ , так как пропуск в
систему смазки абразивных частиц сверх допустимого размера может вызвать задиры деталей пар трения и аварию двигателя.
Р
При оптимизации структуры ТФС по прочностным качествам целевой функцией является показатель (вторая группа параметров
оптимизации). Оптимизация по приводит к значительному ухудшению гидравлики и таких показателей сеток, как регенерируемость,
р
грязеемкость. Функция отклика по не имеет явного максимума.
Локальными показателями оптимизации структуры ТФС были выбраны критерии с и Ф . Показатели Д и ° принять ограничивающими параметрами. Действие локальных критериев оптимизации на глобальный показатель эффективности систем очистки ГСМ сказывается не только увеличением интенсивности фильтрования, но и уменьшением трудоемкости обслуживания и затрат энергии на функционирование СРФ, повышением их надежности работы при неограниченно высоком ресурсе необслуживаемой работы. Кроме того,
К Кф
высокие значения c и v облегчают работу регенерирующего устройства СРФ с ТФС данного типа и сокращают затраты энергии на регенерирование его ФЭ.
С учетом выше изложенного материала задача оптимизации структуры ТФС может быть представлена в виде:
Кф(т, le NB) = Кф( dy, d„ Т0) = max К _ ^
Кс( dy, do> То) = max Кс (13)
А Ад \
при ограничениях по требуемой тонкости отсева '-1 = " и прочности сетки = , где " и - заданные тонкость отсева и прочность на разрыв ТФС.
Из уравнений (1) - (10) следует, что тонкость отсева, проницаемость, гидравлический радиус, число пор на единицу поверхности, по-
dy d Т
ристость и критерии эффективности ТФС являются нелинейными функциями параметров геометрии сеток у , о и о . Кроме того, на величину оптимизируемых факторов из условий прочности и заданной тонкости отсева накладывается ряд ограничений, задающих область их допустимых значений:
< < dy < < <d0, ro <To <т:.
Вследствие этого задача (1) - (13) классифицируется как задача нелинейного программирования, которая решается методом штрафных функций [3, 4]. Метод позволяет преобразовать исходную задачу с ограничениями в задачу безусловной минимизации путем построения функции цели вида [5]:
F = А-Ад 2 + [max 0, d0~d'0 ]2 +
+ [max 0, dy~d'y, d"~dy ] + [max О, T0 ~ Т', Т"~Т0 ]2
(14)
где ^ к - весовой коэффициент функции штрафа.
F
Оптимум полученной функции цели * находили методом последовательной безусловной оптимизации [4] с использованием библиотеки стандартных процедур ЭВМ.
Противоречивость в реализации требований высоких пропускной способности и прочности ТФС путем управления их структурой видна из рис. 3. С увеличением диаметра проволоки основы прочностные показатели сетки растут, гидравлические ухудшаются. Регенерируемость ФМ, особенно при отфильтровании крупнозернистого загрязнителя, также связана с геометрией пор и, как правило, имеет
N Б
наибольшее значение при птах и тах ^ 4tq 0Тмечен0 ПрИ минимальном шаге основы и максимальном коэффициенте просвет-
ности
/в
N в. К Ш)
Согласно приведенным характеристикам (см. рис. 3), экстремум наблюдается только для функции 11 , , , обу-
д d Т Т
словленной тем, что для сохранения при росте о на начальном этапе необходимо о уменьшать, после достижения °mm - уве-
кп m dо
личивать. Высокая грязеемкость ТФС обусловлена в большей мере величиной п и , для которых повышение о неблагоприятно.
Kc Кф dо
Критерии совершенства структуры c и эффективности ТФС , достигнув максимума при малых значениях о , при дальнейшем
d T
увеличении этого параметра падают. Особенно интенсивно они понижаются со значения о , при котором о минимально.
Увеличение y способствует улучшению показателей п , m , c (см. рис. 3), но уменьшает п , •f и fв . В целом кри-
кф К кп m f
терии и c с увеличением диаметра уточной проволоки растут из-за преобладающего влияния п , и в по сравнению
Nп Nп(dо) d Кc
с п . Зависимость п о также имеет экстремум. Положительное влияние * оказывает и на критерий c совершенства структурой ФМ.
кп N
Оптимизация поровой структуры ТФС по показателям п и п подтвердила противоположное влияние на них параметров гео-
d0 dv а dv dо
метрии сеток 0 и * при ограничении = const. Коэффициент проницаемости при увеличении * и уменьшении о возрас-
dy
тает и достигает максимума на границе области допустимых значений. Дальнейшее повышение приводит к нарушению постоянства
тонкости отсева, а уменьшению
препятствует налагаемое ограничение.
d
Уменьшение числа пор на единице (см2) поверхности ТФС по мере роста У особенно значительно при большом диаметре прово-
N d т
локи основы. Падение п при увеличении * затормаживается, если сопровождается уменьшением о , что наблюдается при малых d,
значениях .
Кф^о)
При исследовании влияния геометрии сеток на другие критерии выявлено наличие экстремума. Максимум функции ^ вы-
Кп m N еД Кс
зван противоположным воздействием п, и п, Д на критерий эффективности ТФС. Такой же вид имеет зависимость с
dd Кф к dd
от о при у = const (см. рис. 3). Максимальные значения ^ и с наблюдаются при низких о и высоких у .
d dv
К К
Влияние параметров геометрии о , y ТФС на максимальное значение критериев ф и с подтверждает значительную роль
K
оптимизации структуры сеток в повышении эффективности тканых ФМ. Значение критериев совершенства структуры с и эффектив-
к
ности ф у оптимизированных ТФС в 2-6 раз выше, чем у обычных сеток.
Оптимизированная структура тканых ФМ обеспечивает существенное понижение гидравлического сопротивления и значительное увеличение грязеемкости и регенерируемости ТФС при сохранении их задерживающей способности. Приведенные характеристики - это перспектива развития ТФС. Технологические ограничения не позволяют сегодня реализовать их полностью. Производственные возможности и условия эксплуатации тканых ФМ могут быть учтены при оптимизации структур сеток путем выбора значений
// 1» г/ 1» ггг/ лтт//
^о К > dY 5 d-у 5 То То
Ан д / / / А / / Ан
Тканые сетки маркированы по числу н и L-y на единицу длины 1 (дюйм) нитей основы, выражаемые через 1 ' и н
. Изготавливаются они по технологии прямого (П) и обратного (ОП) полотняного переплетения с внутренними (В) и наружными (Н) основными задерживающими участками.
Тс
мкм
24С
220
2оа
" К, мкм
32
22
0,i
0,4
- N„ Д=30 \\ мкм, ay=60
/ Nc/ч. \
/н
0,52
0,46-
30
60
120 d0, мкм
0,4 J
N„l0~\Klh см-2 Кс
2,2
2,1 1,5
-2,3
-2,2
2,1
A =30 мкм, а0 =60 мкм
To /с
.Кф ^ Nn*
То, мкм
200
N„■10-см~2
12
180
30
60
90
120 rfv, мкм
60
Р,
H/MII
2,2
2,1
-14
2 L 0 0,2
-0,2/
0,2;
-/с m
V»
'Ро
чкм
0,5
0,45
Л
16,6 0,47
16,3 0,46
30
60
90
120 î/0, мкм
0,4-1 16 0,45 L0,14L 10
■0,38
-0.26
мкм 210
110
4
% \
\
0,56
0,54-
Р„
Н/мм
4,5
4.2
30
60
90
120 dy, мкм
0.521 3,9
Рис. 3. Влияние параметров геометрии на основные показатели ТФС
Основные показатели ТФС оптимизированной поровой структуры приведены в табл. 1. Сетки типа ОПВ рассчитаны на применение в СРФ с мощным регенерационным устройством, создающие скорость потока при промывке ФЭ в 5-20 раз выше, чем при фильтровании. Эти сетки очень прочны и обладают высокими пропускной способностью, грязеемкостью и регенерируемостью.
Кф К А 4
Оптимизация структуры ТФС типа ОПВ осуществлялась по критериям ^ и с при ограничениях: = 20-50 мкм, 3 = 20
< а а'
мкм, 3 = 0 , 0 =50 мкм, " ' 3 " , ~ о мости и прочность оптимизированных сеток растут, число пор на единице поверхности сокращается. Пористость и эффективность этих
т = 0,52, Кф = 0,96 и Кс = 0,66.
■у "о "о Го=3/2а +а0 т" = 7 5А д
J = и и =50 мкм, J ,0 ' По мере увеличения показателя '-1 коэффициент проницае-
ФМ изменяется незначительно и находится на уровнях:
Таблица. 1. Параметры структуры и основные показатели ФС нового поколения
Показатель Сетки
ОПВ-7СЮ ОПВ-465 ОПВ-350 ОПВ-280 ПН-600 ПН-400 ПН-300 ПН-200
Диаметр проволоки, мкм: основы 60 90 120 150 40 60 80 100
утка 60 90 120 150 20 30 40 50
Шаг основы, мкм 142 215 285 360 167 250 334 418
Тонкость отсева, мкм 20 30 40 50 20 30 40 50
Пористость, отн. ед. 0,52 0,52 0,52 0,52 0,55 0,55 0,55 0,55
Гидравлический радиус, мкм 16,5 24,8 33,0 41,3 7,2 10,8 14,4 18,0
Коэффициент просветности
участка: наружного внутреннего 0,51 0,16 0,51 0,16 0,51 0,16 0,51 0,16 0,46 0,54 0,46 0,54 0,46 0,54 0,46 0,54
Коэффициент формы пор 2,1 2,1 2Д 2,1 2,4 2,4 2,4 2,4
Число пор, см~2 11600 5170 2860 1860 29940 13330 7485 4785
Коэффициент проницаемости, мкм2 36,3 78,1 138,0 216,2 8,4 18,8 33,5 52,4
Полнота отсева, % 66,7 45,1 34,3 26,4 74,5 51,6 37,2 28,9
Предел прочности, Н/мм 5,9 8,9 11,6 14,7 2,3 3,4 4,5 5,6
Критерий совершенства Структуры Кс 0,65 0,65 0,65 0,65 0,28 0,28 0,28 0,28
Критерий эффективности Сеток Кф 0,98 0,98 0,98 0,98 0,58 0,58 0,58 0,58
У сеток второго класса, с индексом , основным задерживающим участком является наружный. Сетки оптимизированы по крите-
Кф dy А А А
рию т в соответствии с выражением (14) при ограничениях у = н = const, = 1,1 н. При заданных условиях оптимизация по ф способствует достижению значения критерия с , близкого к максимальному. Параметры геометрии оптимизированных сеток
d А T А Д А
типа ПН (см. табл. 1) связаны соотношениями о= 2 н, о =8 н и = (1 ... 1,1) н.
Сетки ПН надежно функционируют при очистке крупнозернистых загрязнений с высокой долей отложений на поверхности ФМ. Хорошо зарекомендовали себя в условиях непрерывного режима регенерации, допускают ее при более низких, чем у ОПВ, скоростях промывного потока. Достоинство ТФС этого типа - высокие грязеемкость и регенерируемость при значительном содержании в суспензии крупных частиц. Особенно эффективно сетки работают при образовании на их поверхности рыхлого осадка с большой пористостью и низким гидравлическим сопротивлением.
Результаты оптимизации ТФС с тонкостью отсева 20-50 мкм реализованы в поровых структурах сеток типа ОПВ и ПН. Материалы сравнительных испытаний ТФС оптимизированной структуры приведены в статье [1]. В ней осуществлено сравнение оптимизированных ТФС с сетками полотняного переплетения отечественного и зарубежного производства. Показано, что у новых тканых материалов оптиК кс
мизированной структуры большие возможности. По показателям v и c они превосходят сетки, выпускаемые по ГОСТ 3187-76, и лучшие зарубежные [6], широко рекламированные как сетки последнего поколения, в несколько раз.
По результатам проведенной оптимизации ТФС полотняного переплетения разработаны принципы повышения эффективности сеток нового поколения типа ОПВ и ПН:
- формирование с целью повышения полноты и стабильности тонкости отсева геометрической структуры сеток, обеспечивающей двухступенчатое последовательное фильтрование суспензий наружным и внутренним задерживающими участками;
- разрешение противоречия между полнотой отсева и грязеемкостью, пропускной способностью и регенерируемостью ТФС при фильтровании крупнодисперсных загрязнителей путем оптимизации геометрических параметров сеток за счет перераспределения эффективности наружного и внутреннего задерживающих участков, усиления роли и повышения грязевой нагрузки на наружный участок;
- приближение самого узкого участка сечения порового канала к поверхности ФМ и увеличение числа поровых каналов на единице поверхности его при фильтровании суспензий с повышенным содержанием крупных частиц, соизмеримых с тонкостью отсева сетки;
Кс Кф
- управление структурой и геометрией ТФС на основе максимизации критериев с и с учетом состояния ДФ и гидродинамических режимов процесса, приводящее к росту продолжительности фильтрования по промежуточному закону и доли образующегося на поверхности материала осадка;
- достижение по критериям ф , и c синергетического эффекта в процессе фильтрования при оптимально сбалансированных основных функциональных свойствах сеток, когда повышение пропускной способности ТФС сопровождается улучшением их регенери-руемости;
- применение структур с доминирующей ролью внутреннего задерживающего участка при фильтровании тонкодисперсных суспензий, имеющих ДФ с высокими адгезионными свойствами, и наружного - при фильтровании грубодисперсных суспензий, образующих на ФМ осадок высокой пористости;
- перераспределение функциональных характеристик ФС, достигаемое варьированием параметров их геометрии за счет усиления главных свойств, а также использование для полнопоточных СРФ систем смазки судовых дизелей материалов с регулярной поровой структурой.
Выводы
1. Моделирование ТФС позволило выделить показатели геометрии и структуры, определяющие основные функциональные свойства материалов. От формы внутренних поровых каналов сеток зависит их пропускная способность, регенерируемость и грязеемкость. С уменьшением коэффициента формы число пор на единице поверхности, регенерируемость и грязеемкость ФМ повышаются, гидравлические свойства и пористость ухудшаются. Коэффициент просветности внутреннего задерживающего участка имеет большое значение в процессах фильтрования и регенерации при очистке жидкости от крупнодисперсного загрязнителя.
2. Разработаны критерии, по которым можно оценить совершенство поровой структуры ТФС и их эффективность. Критерии удовлетворительно коррелируют с такими показателями, как пропускная способность, грязеемкость и регенерируемость материала, и пригодны для сравнения тканых ФМ.
3. Комплекс критериев и позволяет не только оптимизировать структуру и форму переплетения ТФС, но и определить соответствие ее заданным условиям работы, сбалансировать функциональные свойства сеток на основе главных требований к материалу. Совместно с показателями по тонкости и полноте отсева перечисленные критерии дают возможность прогнозировать эффективность ТФС в различных системах очистки на стадии проектирования.
Литература:
1. Кича, Г.П. Новые тканые материалы для саморегенерирующихся фильтров систем топливо- и маслоочистки судовых энергетических установок / Г.П. Кича, Г.Г. Галстян, В.В. Тарасов // Научн. пробл. трансп. Сибири и Дальнего Востока. - 2009. - № 2. - С. 209-213.
2. Бойко, С.П. Инженерные методы расчета эффективности тканых фильтровальных материалов при очистке топлив и масел на судах / С.П. Бойко, Г.П. Кича // Научн. пробл. трансп. Сибири и Дальнего Востока. - 2015. - № 4. - С. 146-151.
3. Понтрягин, Л.С. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С. Понтрягин, В.Г. Болтянский, Е.Ф. Мищенко. - М.: Наука, 1976. - 392 с.
4. Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование / Д. Химмельблау. - М.: Мир, 1975. - 532 с.
5. Кича, Г.П. Оптимизация и выбор параметров тканых сеток топливных и масляных самоочищающихся фильтров / Г.П. Кича, А.К. Артемьев, А.В. Надежкин // Двигателестроение. - 1984. - №. 11. - С. 28-31.
6. Friedrichs, D. Neuartinge Filtertressen / D. Friedrichs // Aufbereitungs Technik. - 1975. - Bd 16, H. 15. - S. 530-537.
УДК 656.2.07+06
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ ПОДХОД ИНТЕГРАЦИИ РОССИЙСКОГО СЕГМЕНТА
ТРАНСПОРТНОГО КОРИДОРА «СЕВЕР-ЮГ» В ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ СТРАН ЮГО-ВОСТОЧНОЙ АЗИИ И СЕВЕРНОЙ ЕВРОПЫ
Шрамко А.П., к.э.н., доцент кафедры «Системный анализ и управление процессами на водном транспорте» ФГБОУ ВО
«Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова», тел. +79897617555, e-mail:[email protected]
Исследуется транспортный комплекса Юга России, в рамках региональной транспортной системы, предложены направления развития и повышения конкурентоспособности Российского сегмента транспортного коридора «Север-Юг» в Азово - Черноморском бассейне, с перспективой строительства железнодорожной магистрали Решт (Иран) - Астара (Азербайджан).
Ключевые слова: транспортный коридор, транспортная система, конкурентоспособность, инфраструктура, глобализация.
CONCEPTUAL APPROACH OF INTEGRATION OF THE RUSSIAN SEGMENT OF A TRANSPORT CORRIDOR «NORTH-SOUTH» IN TRANSPORT SYSTEMS OF THE COUNTRIES OF SOUTHEAST ASIA AND NORTHERN EUROPE
Shramko A.P., Cand.Econ.Sci., the associate professor «The system analysis and process management on a water transport» of FGBOOU WAUGH «The state sea university of a name of the admiral F.F. Ushakov», ph. +79897617555, e-mail:[email protected]
It is researched transport a complex of the South of Russia, within the existing system, the directions of development and increase of competitiveness of the Russian segment of a transport corridor "North-South" in Azovo - the Black Sea basin, with prospect of construction of a long distance railway Rasht (Iran) - Astara (Azerbaijan) are offered.
Keywords: transport corridor, transport system, competitiveness, infrastructure, globalization.
Постановка проблемы: На прошедшем саммите в г. Баку, в августе 2016 года лидеров России, Азербайджана и Ирана принято решение о создании нового транспортного коридора «Север-Юг» с объединением железных дорог Азербайджана, России и Ирана, что впервые интегрирует транспортные системы по суше стран Юго-Восточной Азии и Северной Европы. Его протяженность будет составлять 7200 км. В настоящее время грузопоток из Индии в Россию проходит по морскому пути через Суэцкий канал, который сильно перегружен. Практической реализацией является строительство железнодорожной магистрали Решт (Иран) - Астара (Азербайджан), которая станет звеном международного транспортного коридора «Север-Юг». Одним из проявлений процессов интеграции и глобализации в мировой экономике и внешней торговле является возникновение межнациональных грузовых потоков особой формы организации перевозок - транспортные коридоры (ТК). Транспортная политика Российской Федерации направлена на максимальное использование выгодного географического положения, транзитного потенциала внутренних коммуникаций для развития транспортной инфраструктуры, видов транспорта, региональных транспортных
систем, как фундамента роста экономики регионов, для обеспечения международных транзитных перевозок грузов [19].
Вместе с тем до настоящего времени нет единой научно обоснованной методологической основы повышения конкурентоспособности Российских сегментов ТК, позволяющей своевременно принимать обоснованные проектно-плановые решения с учетом прогнозов развития экономики региона и отрасли, научных исследований в повышении конкурентоспособности и провозного потенциала ТК, преимущественно в его региональном сегменте, в аспекте реализации Стратегии развития железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 года. Решению данных проблем посвящена настоящая статья.
Основная часть. Объекты российской транспортной инфраструктуры, входящие в международные транспортные коридоры, совмещают функции внутренних и международных коммуникаций, что позволит эффективнее использовать выгодное географическое положение России для устойчивых транспортно-экономических связей между Европой и Азией при приоритетном развитии и совершенствовании российских участков этих коридоров.
