W artykule opisano analizy symulacyjne oparte na ocenach efektów zjawiska koalescencji w odprowadzanych strumieniach aerozoli, powstających w maszynach obróbki ubytkowej przy chłodzeniu i smarowaniu strefy operacyjnej (ang. mist). Powietrze z zawartością aerozoli poddawane jest filtracji przed odprowadzeniem do instalacji wentylacyjnych. W konstrukcjach specjalizowanych filtrów proponuje się wydzieloną konstrukcję filtracji wstępnej dla zatrzymania niesionych kropli, większych wymiarowo zawiesin i górnych frakcji aerozolu.
Przeprowadzone analizy były częścią projektu mającego na celu opracowanie innowacyjnego filtra mgły olejowej (IFM). Przesłankami do uruchomienia tego projektu był fakt, że koszty eksploatacje oraz jakość filtracji zyskiwanych przez obecnie używane rozwiązania w obszarze filtrowania mgły olejowej nie zadowalały ich użytkownika (ZAP Kooperacja, Ostrów Wielkopolski) z uwagi na:
- zbyt duże koszty eksploatacji urządzeń,
- filtrację na mniejszym poziomie niż oczekiwany,
- krótkie czasy pomiędzy wymianami filtrów lub koniecznością serwisowania urządzeń filtrujących.
Głównymi celami projektu było:
- zmniejszenie kosztów eksploatacji filtrów na poziomie 50% kosztów obecnych,
- czas eksploatacji bez konieczności wymiany filtrów wydłużony o 100%,
- filtracja na poziomie uzyskiwanym przez filtry HEPA (ponad 99%),
- gotowy prototyp urządzenia, które może być wdrożone do produkcji.
Model rzeczywisty demistera
Mgła olejowa składa się z czynników niekondensujących. Przyjęto, że drobiny mgły cieczy chłodząco-smarującej (CCS) są skondensowane, a ich usunięcie realizowane będzie na drodze koalescencji, zwilżania (adhezji i ściekania po części grawitacyjnego) i czynników kondensujących (woda). W wyniku obróbki metali z dużą prędkością powstaje mgła, w której część kondensująca składa się z:
- emulsji o wielkości drobin 2-20 μm – 95%,
- dymu o wielkości drobin 0,07-2 μm – 5%.
Mgła olejowa, która powstaje z połączenia powietrza i drobin CCS jest gazem wilgotnym, przeznaczonym do filtracji. Zawartość czynników kondensujących określa parametr – wilgotność bezwzględna gazu. Mgła olejowa może zawierać również frakcje stałe, tj. pochodne oleju (parafina), pozostałości po obróbce oraz inne zanieczyszczenia. W projekcie zaproponowano trzy-etapowy sposób filtracji mgły olejowej.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym 9/10 (180/181) Wrzesień/Październik 2022
