Сепарация водной дисперсной фазы из моторного топлива на лиофобной поверхности водоотделителя

05.06.2015

Существует достаточно большое количество способов отделения свободной воды от жидкостей, не смешивающихся с ней к ним относятся: обычный отстой при достаточной разнице в плотностях жидкостей с последующей декантацией, центрифугирование, адсорбционные методы, химическое связывание и так далее. Однако, когда дело касается отделения свободной воды, находящейся в коллоидном состоянии, в условиях высоких скоростей потока при перемещении авиационного топлива, то элементарные приемы водоотделения не приемлемы. С этой целью создаются специальные фильтры-водоотделители, которые обеспечивают не только фильтрацию от механических примесей, но и практически полное отделение воды от топлив. Существующие нормы содержания свободной воды в топливе допускают ее количество не более 0,001 % доли по массе.
Реальные системы, рассматриваемые авторами настоящего исследования, представляют собой жидкую фазу основного компонента (углеводородного топлива), в котором распределены микрокапли несвязанной (свободной) воды с размером 2-200 мкм.
Вода попадает в топливо на различных стадиях процессов производства, транспортировки, хранения, перекачки из одного резервуара в другой и так далее. В условиях турбулентных потоков свободная вода диспергируется до мелких капель и практически не удаляется обычными методами. Стремление к высоким скоростям перемещения жидкостей при загрузке топливом летательных аппаратов и воздушных судов определило пути решения проблемы отделения свободной воды от основной массы главного компонента. Наиболее практичным оказался метод, основанный на различной смачиваемости компонентами жидкой системы развитой, пористой и проницаемой для топлива поверхности с максимально низкой свободной поверхностной энергией.
Основной задачей проведённого исследования было создание научно-технических предпосылок для разработки технологических аспектов производства фильтров-водоотделителей и сепарирующих элементов для обеспечения необходимой чистоты топлив для реактивных двигателей.
При этом было показано, что различные по структуре и степени фторирования полимеры могут отличаться по поверхностным свойствам, а при оптимальных соотношениях смесевых сплавов они способны обеспечить минимальную поверхностную энергию и предоставить возможность создания новых систем фильтрации и водоотделения в процессе очистки топлива и других не смешивающихся с водой жидкостей.
Кроме того, авторами была обеспечена возможность разработки состава водной композиции для нанесения фторполимерного покрытия, позволяющего формировать на металлической сетке проходные отверстия заданной конфигурации с максимальными водозадерживающими свойствами и получать требуемые электропроводные свойства.