聚結濾芯的結構和材料分析

發布時間：2021-08-13 瀏覽次數：1623次 作者：諾慶機電

       隨著國防領空安全的不斷加強和民用航空工業的不斷發展，噴氣燃料作為飛機的主要能源，對其性能要求也越來越高。噴氣燃料除了其本身的理化性能要符合要求外，燃料的潔凈度也是一個必須嚴格控制的指標，保證噴氣燃料的潔凈度主要通過控制燃料中的污染物含量，燃料中的污染物分為水分和固體雜質。相對于固體雜質，噴氣燃料中水污染造成的危害更加嚴重。水污染會腐蝕發動機部件、滋生微生物細菌、水中的腐蝕性物質會造成元件破壞以及加速燃料氧化等，甚至燃料中的水污染合量并不多時，也能造成這一系列的危害。目前噴氣燃料主要通過過濾分離器清除其中的水分和固體雜質。過濾分離器是由聚結濾芯和分離濾芯兩種搭配組成，通過過濾、聚結和分離的方法保證航空燃料的清潔度，其中聚結濾芯是過濾分離器的核心部分，聚結濾芯的性能好壞對整個過濾分離器的過濾分離效果有很大影響。

       油水的聚結分離就是噴氣燃料及其攜帶的固體顆粒和水分從過濾分離器進口流入聚結濾芯的內部，聚結濾芯兼有過濾固體顆粒和聚結水滴的兩種功效，其中固體顆粒被過濾層阻擋在聚結濾芯的內部，實現固、液分 離，小水滴被破乳層和聚結層聚結成大水滴后，被分離濾芯阻擋在其外部，依靠重力沉降在底部，實現油、水分離，潔凈的噴氣燃料經分離濾芯從出口流出。

       水滴的接近過程--含水的燃料接近聚結材料。此過程可以通過攔截、沉淀、擴散、靜電吸引、慣性碰撞和范德華力等方式實現。對于較小水滴，擴散作用為主要影響因素，隨著水滴尺寸的增加，擴散作用減弱，攔截作用增強。

       水滴粘附聚結過程--燃料中水滴附著在聚結材料上或已附著在纖維上的水滴上，水滴與聚結纖維接觸時，它們之間滯留有油膜，水滴必須從纖維上將油膜置換并使纖維濕潤，才能實現水滴在纖維上的粘附過程。粘附聚結過程中除了水滴與纖維之間的潤濕粘附，還存在水滴之間的碰撞粘附，通常發生兩個或幾個水滴間的碰撞聚結時，需要適當的作用力才能實現。作用力小時，水滴之間碰觸變形，界面膜不破裂，此時聚結是不能發生的。作用力過大時，界面膜破碎，水滴碰撞后會出現液滴破碎，液滴破碎將會增加乳液穩定性，增大油水分離難度，是最應該避免發生的現象。

       水滴釋放脫離過程--增大的水滴聚結到一定尺寸后將從纖維表面釋放，水滴碰撞聚集后以水線的形式穿過聚結纖維床，到達纖維床出口表面后在液體曳力的作用下，聚結的大尺寸水滴從聚結床表面脫離釋放。

       聚結濾芯一般都為圓柱結構，從內到外分別是金屬網、濾紙過濾層、中心管、纖維層以及脫水棉套等。纖維層的組成主要分為破乳層、內聚結層和外聚結層等， 其作用是對燃料中的微量水分進行破乳聚結， 是整個濾芯的核心部分，也是需要重點分析的部分。