曲线坐标系01 4.最小势能原理 离心滤分离杂质的极限: 离心力Centrifugal force (F) 离心力作为真实的力根

FED系列离心滤分离杂质的极限

首先,离心滤的工作原理在这里我们就不在详述了。“离心”顾名思义,是依靠离心力的作用来分离杂质。那么,离心力是什么?

离心力Centrifugal force (F) 离心力作为真实的力根本就不存在,在非惯性系中为计算方便假想的一个力,可以认为是向心力的反作用力。向心力使物体受到指向一个中心点的吸引、或推斥或任何倾向于该点的作用。 笛卡儿把离心力解释为物体保持其限定量的一种趋势。 它们的区别就是,向心力是惯性参考系下的,而离心力是非惯性系中的力。我们处理物理题时都是在惯性系下(此时牛顿定律才成立),所以一般不用离心力这个概念。由于根本不是一个情况下的概念,我们无法对他们的方向和大小进行比较。

离心力 F=mω2r 1
ω
:旋转角速度(rads) r:旋转体离旋转轴的距离(cm) m:颗粒质量(g

公式(1)可以看出,在不考虑重力影响的情况下,在旋转体半径以及旋转速度一定的情况下,物体受到离心力的大小与物体的质量有关。质量越大则受到的离心力越大。而质量是与密度相关的。

质量 m=ρv 2

ρ:颗粒的密度(g v:颗粒体积(cm3

结合公式(1)和(2),我们可以了解,当颗粒物尺寸一定的情况下,密度越大的颗粒受到的离心力也越大。

我们知道FED系列离心滤的可分离的最小颗粒尺寸为0.26μm,而我们离心滤在一台MTU/DDC4000系列发动机上的应用案例,却表明有百分之十几的尺寸小于0.25μm的颗粒物也被分离了出来。这是为什么呢?

通过对分离出来的杂质进行分析后发现,原来尺寸小于0.25μm的颗粒物种类主要是金属磨屑,也就是密度大的微小颗粒,而其他类型的杂质是非常少的。当然,这里面也有部分原因是微小颗粒在离心滤中高速运动过程中,相互碰撞聚集形成尺寸超过0.26μm的较大颗粒,从而通过离心滤分离出来。因为杂质颗粒的种类非常多,金属等密度较大的杂质颗粒仅是其中的一部分,同时还有油液粘度对颗粒的粘滞力影响,因此,对于适用于绝大部分杂质颗粒来说,我们定义了一个离心滤分离精度为0.26μm(通过实验数据分析)。

那么,到底离心滤可以分离出多么小的金属类颗粒呢?答案是:理论上几乎无极限。为什么这样说呢?如果当离心滤足够大,油液在离心滤中停留足够长的时间,离心滤的转速足够快,这时,极小的颗粒受到的离心力足以克服油液粘滞力以及油液分子对它的‘吸引力’,那么这些极微小的颗粒也会被分离出来。

作为油品中重要组成部分的添加剂会不会被我们的离心机分离出来呢?添加剂是一般矿物油用来改善油质性能的。最重要的基本要求是其高溶解性。添加剂已经是一种溶剂,以分子状态几乎完与油溶为一体。即使某些界面活性剂类的添加剂分子集结在油中,其体积也只是0.01μm左右,超精密的过滤系统也没可能将它滤除。同时由于它几乎与油的密度一致,因此,我们的离心滤对它也是“无能为力”的。

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