CC BY
12Список литературы:
[1] Курников А.С. Технология судоремонта: курс лекций/ А.С. Курников, В.А. Орехво, С.Ю. Ефремов. - Изд-во ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2008. - 240 с.
[2] Интернет-ресурсы «Судостроение и судоремонт» http://shipbuilding.ucoz.ru.
THE POLYMER IN THE SHIPBUILDING AND SHIP REPAIR
V.A. Orehvo
The problems of the restoration of parts of ship machinery and equipment with the use of polymer materials in the shipbuilding and ship repair industry.
УДК 627.1.004.55:665.61
Р.В. Пырков, студент ФБОУ ВПО «ВГАВТ» Ю.И. Матвеев, доктор техн. наук, профессор ФБОУ ВПО «ВГАВТ»
603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД НА СУДАХ МОРСКОГО ФЛОТА
Рассмотрены перспективные методы очистки нефтесодержащих вод на судах морского флота.
Ключевые слова: нефтесодержащие воды, морской транспорт, очистка, льяльные воды, мембранно-вихревой фильтр.
Очистка нефтесодержащих вод на морском транспорте относится к числу наиболее актуальных задач, решение которой непосредственно связано с надежностью технической эксплуатации судового оборудования, а также с охраной окружающей среды от загрязнения сточными нефтесодержащими водами, особенно в прибрежных районах при судоходстве и деятельности береговых предприятий.
На морском транспорте для очистки нефтесодержащих вод получили распространение сепарационные установки отстойно-коалесцентного типа. Однако это простое и достаточное эффективное оборудование оказалось практически непригодным, когда на морских судах стали использовать тяжелые сорта жидкого топлива с относительной плотностью 0,95-0,98 кг/см3. Нефтеводяная смесь, содержащая такие углеводороды в эмульгированом состояние, не разделяются гравитацией даже при нагреве. Поэтому дочистить воду после коалесцентной обработки можно лишь фильтрованием её через нефтеёмкий пористый материал. Отсюда эффективность очистки льяльных вод зависит в большей степени от человеческого фактора, вызнанного экономией финансовых средств на закупку запасных фильтроэлементов и трудовых ресурсов на выполнение ремонтных работ.
Анализ современных судовых технических средств очистки льяльных вод показал, что выбор технологии очистки льяльных вод и приемов её реализации являются не всегда обоснованными, а, следовательно, и неэффективными. Причиной этого является отсутствие достаточных знаний о структуре и свойствах воды как жидкости и капельных нефтепродуктов в ней.
Для решения данной проблемы целесообразно использовать полупроницаемые мембраны, например на основе целлюлозы, через которые под давлением от 3 до 5 МПа продавливаются молекулы воды, а более крупные, чем размеры пор - нефтепродукты и их ассоциаты смываются потоком из мембраны.
Пример мембранного вихревого фильтра изображен на рис. 1.
Вход очищаемой воды в фильтр начинается с вихревой камеры 3, где потоку воду сообщается вращательное движение, благодаря тангенциально расположенному входу. Далее вращающийся поток воды движется по спирали 4 (которая покрыта коалес-центной эмалью), причем сечение спирали фронтальной плоскость расположено под углом к горизонтальной плоскости. Из-за действия центробежных и гравитационных сил происходит вытеснение основной концентрации нефтепродукта к центру. Более диспергированные нефтепродукты с водой вытесняются к периферии. Между мембраной и периферией спирали имеется зазор, благодаря которому усиливается поступательное движение смеси. Таким образом, данный поток омывает поверхность полупроницаемой мембраны. С обратной стороны мембраны 2, насосом создается вакуум. Вследствие которого частицы воды продавливаются через поверхность мембраны, а диспергированные частицы нефтепродуктов уносятся основным потоком и направляется в фильтр первой ступени на создание восходящего потока. Вода с большей концентрацией нефтепродуктов отводится в нефтесборник фильтра первой ступени (рис. 2).
Рис. 1. Фильтр мембранно-вихревой
Рис. 2. Принципиальная схема очистного оборудования с мембранно-вихревым фильтром
Очищаемая вода в установку подается насосом 8, через клапан 7, пред пуком установку заполняют чистой водой через клапан 25. Очищаемая вода поступает в корпус фильтра первой ступени 24, где проходя через загрузку из коалесцентного материала (полипропилен) 9 и слой пред-очистного нефтеёмкого фильтра (материал поролон) засасывается циркуляционным насосом. На этой стадии происходит отделение от крупнокапельных нефтепродуктов.
Далее происходит очистка мембранно-вихревым фильтром, как было описано ранее, поток с большим содержанием нефтепродуктов из центрального отверстия фильтра направляется в нефтесборник через клапан 6. Поток с более низкой концентрацией нефтепродуктов направляется в нижнюю часть фильтра первой ступени 24, создавая восходящий поток через патрубки 20 (восходящий поток улучшает процесс ко-алесценции). По мере накопления нефтепродуктов в верхней части корпуса 24, срабатывает датчик раздела сред 10, сигнал которого открывает разгрузочный клапан 11, и нефтепродукты направляются в шламовую цистерну (на рисунке не показано).
Очищенная вода (которая прошла чрез мембрану) подается наосом 5 в измерительное устройство концентрации нефтепродуктов и если концентрация не превышает 15 ppm, очищенная вода сбрасывается за борт или же направляется обратно в цистерну 23, это обеспечивается воздействием измерителя 1 на трехходовой клапан 13.
Выпуск воздуха из установки производится клапаном 26 вручную. Клапаны 22 и 14 предназначены для дренажа воды.
При помощи программы «Autodesk Simulation CFD» было смоделировано протекание потока воды с начальной скорость 1 м/с (ламинарный режим) и при давление на выходе 0 Pa. Получены зависимости распределение скоростей по сечению (рисунок 4) и траектории частиц воды (рис. 3).
Из этих зависимостей видно, что на внутренней поверхности мембраны самые большие скорости это способствует тому, что частицы молекулы воды могут легко проходить через ее поверхность, а частицы нефти будут уноситься потоком воды. По траекториям движения частиц воды видно, что наиболее интенсивное центробежное поле образуется между внутренней и наручней поверхности спирали, тем самым это будет способствовать вытеснению частиц нефти к центру, а воды к периферии, таким образом, улучшая качество очистки воды.
Рис. 3. Траектории частиц воды
Рис. 4. Распределение скоростей по сечению
Вывод
Применение фильтрующего оборудования данного типа позволит, таким образом:
- повысить качество отфильтрованной воды;
- увеличить производительность фильтрующей установки при увеличении ресурса срока службы фильтра, благодаря центробежному полю;
- увеличить глубину чистки от диспергированных нефтепродуктов;
- фильтр регенерируемый как следствие уменьшаются затраты на их приобретение и замену, а следовательно на техническое обслуживание.
Полупроницаемые мембраны являются наиболее перспективным направлением, так как они не дороги в изготовлении, по сравнению с пористыми фильтрами.
Список литературы:
[1] Тихомиров Г.И. Технологии обработки воды на морских судах. Учебное пособие для курсантов и студентов морских специальностей. - Владивосток.: МГУ, 2013. - 159 ст.
[2] Гудков А.Г. Механическая очистка сточных вод. Учебное пособие.- Вологда: ВоГТУ, 2003. - 152 ст.
[3] Шаов А.Х, Хараев А.М. Технология очистки природных и сточных вод. Учебное пособие. -Нальчик: Каб. - Балк. ун-т, 2005. - 103 ст.
[4] Лучинин И.В. Вихревой сепаратор для очистки сточных вод предприятий от углеводородов. Автореферат. - Уфа.: УГНТУ, 2002. - 22 ст.
[5] Шестов Р.В. Гидроциклоны. Изд-во «Машиностроение». - Ленинград.: 1967. - 78 ст.
MORE EFFECTIVE TREATMENT FOR OILY WATER NAVY SHIPS
R. V. Pyrkov, Y.I. Matveev
Promising methods for cleaning oil-contaminated water in ships of the Navy.
УДК 621.431
А.В. Троицкий, ст. преподаватель ФБОУВПО «ВГАВТ»
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5А
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ ПО ДАВЛЕНИЮ КАРТЕРНЫХ ГАЗОВ
Рассмотрена методика диагностирования технического состояния деталей цилин-дропоршневой группы судовых дизелей, основанная на анализе импульсов давления картерных газов; дана оценка возможности ее реализации на базе существующих диагностических комплексов.
Ключевые слова: судовой дизель, диагностирование, детали цилиндропоршневой группы, поршневые кольца, прорыв газов.
Проблема диагностирования технического состояния главных и вспомогательных двигателей при эксплуатации судовых энергетических установок является актуальной. Наиболее напряженным узлом дизеля и одним из самых ответственных является узел сопряжения деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ).
Именно поэтому диагностирование технического состояния деталей ЦПГ является актуальной задачей.
Основными критериями, определяющими работоспособность деталей цилиндропоршневой группы, являются:
- хорошее прилегание поверхностей трения друг к другу;
- отсутствие повреждений (задиров) на поверхностях трения;
- хорошее распределение смазки на рабочих поверхностях.
Оценить работоспособность деталей ЦПГ позволяет контроль их технического состояния.
