Proces usuwania rozproszonych zanieczyszczeń ciekłych z paliw i wody z wykorzystaniem wysokosprawnych włókninowych struktur koalescencyjnych, AZ#944A2DF1EB/DL-ebwm/pdf (Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej)

Przedmiotem badań, których wyniki przedstawiono w pracy, jest proces rozdzielania zdyspergowanych układów dwufazowych rodzaju olej w wodzie (O/W) i woda w oleju (W/O) wykonywany z wykorzystaniem wysokosprawnych struktur koalescencyjnych.

Szczególny nacisk położono na usuwanie zemulgowanej wody z oleju napędowego, co stanowiło główny trend badawczy i doprowadziło do opracowania prekursorskiego rozwiązania dwustopniowego kompaktowego filtra do konstrukcji w pojazdach wyekwipowanych w silniki wysokoprężne.

W pierwszym rozdziale pracy dokonano przeglądu metod separacji układów ciecz-ciecz, z naciskiem na urządzenia wyekwipowane w elementy koalescencyjne do rozdzielania stabilnych emulsji. Wskazano powszechnie obserwowane trudności oraz przedyskutowano znaczenie najmocniejszych parametrów, posiadających bezpośredni wpływ na ograniczenie efektywności pracy struktur koalescencyjnych.

wytwarzano studium literaturowe dotyczące mechanizmu koalescencji rozproszonych kropel unoszonych w przepływie i związanych z nim modeli skuteczności ich łączenia się. Następnie zestawiono i przedyskutowano zróżnicowane zależności opisujące sprawność wychwytywania i koalescencji kropel dyspersji przepływającej poprzez złoże porowate.

Sformułowano nowy model pozwalający na opis zjawisk depozycji i ociekania znacznych kropel po koalescencji dla pojedynczej komórki obliczeniowej, który uwzględnia jednocześnie wpływ zwilżalności włókien i związanego z tym nasycenia struktury na produktywność separacji, jak i umożliwia oszacowanie rozmiarów kropel i mechanizmów prowadzących do ich odłączania na wylocie.

W części eksperymentalnej przeprowadzono w szerokim zakresie prace doświadczalne separacji dyspersji ciecz-ciecz z wykorzystaniem struktur polimerowych, celulozowych i włókien szklanych, w ramach których zweryfikowano tendencje podawane w literaturze przedmiotu i sformułowano wnioski, których część okazała się przeciwstawna doniesieniom literaturowym.

Dla wyników odbiegających od ustalonych opinii nt. Koalescencji kropel w strukturach włókninowych przedstawiono interpretację domniemanych mechanizmów posiadających wpływ na przebieg cyklu. W ramach prac laboratoryjnych tworzono szereg modyfikacji badanych struktur koalescencyjnych w celu poprawy ich sprawności.

Badania separacji emulsji przeprowadzono w samodzielnie zaprojektowanej instalacji testowej, której uniwersalny charakter umożliwia badania separacji dyspersji wody w oleju i odwrotnej, a także prowadzenie eksperymentów w szerokim zakresie parametrów operacyjnych i dla zróżnicowanej geometrii warstw włókninowych.

Zwieńczeniem wykonywanych badań doświadczalnych, wspartych teoretyczną analizą zjawisk i ich numerycznym opisem, jest zgłoszenie patentowe oraz funkcjonalne użycia opracowanych rozwiązań, których detale przedstawiono w ostatnim rozdziale pracy.