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2258290010精细净化主干过滤器滤芯1617719215

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 2258290010精细净化主干过滤器滤芯1617719215

液压油过滤脱水

1 引言
  液压油的污染物主要有固体颗粒、水分、空气和氯化物。在实践与研究中,人们认识到液压油性能恶化的主要原因之一是水进入液压油中。在液压油脱水净化方面的研究,远不如污染颗粒过滤的研究开展的深入和广泛。这其中的原因是:
  (1)对水污染的危害认识不足。当油液中水含量较低时,尚不足以引起卡死等突发事故。而事实上,水污染引起油液性能的恶化导致元件的磨损(包括化学腐蚀,生成影响工作的物质)比颗粒污染对系统的影响并不逊色。颗粒污染严重的油可以通过过滤净化处理回收利用,而水污染引起的油的变质,还会使大批的油品报废。
  (2)技术上的难度。颗粒污染净化属固液分离技术,而水污染净化属液液分离技术,因此二者在技术处理上难度差异很大。另外,由于粘度、油水界面张力等物理参数,使得从液压油中除去水分的工作十分困难。
  基于以上原因,极大地限制了液压油脱水技术的理论研究和实用技术的开发。可以说,对于液压油经济高效的脱水净化技术至今还是空白。

2 过滤脱水原理

  液体在固体表面上的润湿现象可分为沾湿、浸湿和铺展三种,铺展是润湿的条件。也就是说,如水能在固体表面上铺展,它也一定能沾湿和浸湿固体。润湿性能的好坏是以接触角(或称为润湿角)的大小来衡量的。
  图1所示为油、水和固体三相达到平衡时,在三相的交界处,会形成一定大小的接触角θ,它是张力σ水固与σ水油之间的夹角。

1 接触角示意图

  接触角的大小,由液体和固体的性质所决定。具体说是由作用在三相点上各类界面表面张力系数σ水固、σ油固、σ油水之间的平衡状态决定的。Σ油水力图使水滴的表面收缩到最小,以降低油水之间的表面能;σ油固力图使水滴展开以盖住固体表面(因为固体表面本身无法收缩,故力图吸附液体来降低表面张力),以降低油固之间的表面能。Σ水固力图减小水固界面面积,以降低水固界面能。当体系达到平衡时,水滴与固体表面形成一定大小的接触角。Θ越小,润湿性能越好。
  根据接触角的大小,固体物质分为两类,一类固体是水对其润湿性能良好,而油对其润湿性能不好,这类固体称为亲水性固体或憎油性固体90°),如玻璃、石英、各类无机盐和金属氧化物等;另一类固体是油对其润湿性能良好,而水对其润湿性能不好,称为亲油性固体或憎水性固体90°),如固态烃,大烃基弱极性有机固体,无机盐的金属硫化物等。
  液体物质大体也分为两类,一类为非极性液体(如烃类液体),几乎能良好润湿绝大多数固体;另一类为极性液体(如水),则只能良好润湿少数固体(如玻璃、石英、无机盐等)
  可以认为,液体与固体的极性越接近,润湿性能越好。
  油水分散体系属于热力学不稳定体系,可以通过某些工艺措施来破坏维持这种分散体系稳定存在的条件,从而使油中的微小水粒子聚成较大的水滴,再通过沉降实现油水分离。过滤税水利用纤维介质对油和水的不同亲和作用,顺序通过两种过滤层:凝聚层和斥水层,实现对乳化水的过滤分离。
  水滴同聚结纤维层的相互作用主要有三种情况:截获(运动的微小水滴直接同纤维接触)、布朗扩散和惯性碰撞。重力、静电电荷和范德华力均会对这三种相互作用施加影响。水滴在这些作用下与纤维接触。
  水滴同纤维接触时,它们之间滞留有油膜。但聚结纤维层是亲水物质,水滴能从亲水表面将油膜置换,所以水滴从纤维上将油膜置换并使纤维润湿,使水滴粘附于纤维之上。
  水滴向纤维粘附的效率取决与纤维表面的性质接触角θ、直径以及水滴的粒度。并且,接触角越小,纤维的直径越小,水滴的粒度越大,水滴就越易向纤维表面粘附。
  根据自由表面能减小的原则,水滴在润湿纤维以后会以两种方式凝聚:
  (1)水滴在润湿纤维表面凝聚。水滴不断粘附在纤维表面上,水滴与水滴相遇会互相融合,凝聚成大水滴;
  (2)水滴在纤维孔隙中的凝聚。由于纤维层密度很大,纤维之间的孔隙很小,水滴与水滴也会在纤维孔隙中相遇互相融合,凝聚成大水滴。
  两种情况在接触角180°内同时进行。头一种情况占主要地位。
  当水滴达到一定的粒度时,在油液流动力和水滴本身的重力作用下,水滴会从纤维表面脱附或沿着纤维流动,并形成向下面纤维联结的水道,在穿过多孔层以后,在同纤维的粘附力、油液的流体动力和重力的作用下,水滴会从纤维表面脱附。
  两相液体随油流流至斥水层。斥水层是由接触角180°的斥水材料制成的。油水在斥水层上由于分界面表面张力的作用,在其毛细管内产生水阻效应,油液可顺利地通过斥水层,而水珠则被阻碍。从而实现了油与水的分离。
  水阻效应,又称贾敏效应:如果液体中存在着

 

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