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1聚結(jié)分離過程

油水的聚結(jié)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(jìn)口流入聚結(jié)濾芯的內(nèi)部，聚結(jié)濾芯兼有過濾固體顆粒和聚結(jié)水滴的兩種功效，其中固體顆粒被過濾層阻擋在聚結(jié)濾芯內(nèi)部，實現(xiàn)固，液分離；小水滴被破乳層和聚結(jié)層聚結(jié)成大水滴后，被分離濾芯阻擋在齊外部，依靠重力沉降在底部，實現(xiàn)油，水分離；潔凈的噴氣燃料經(jīng)分離濾芯從出口流出。

有效的聚結(jié)分離過程的簡單示意圖如圖1所示。

（1）水滴的接近過程。含水的材料接近聚結(jié)材料。此國產(chǎn)可以通過攔截，沉淀，擴(kuò)散，靜電吸引，慣性碰撞和范德華力等方式實現(xiàn)。對于較小水滴，擴(kuò)散作用為主要影響因素隨這水滴尺寸的增加，擴(kuò)散作用減弱，攔截作用增強(qiáng)。

 (2)水滴粘附聚結(jié)過程。燃料中水滴附著在聚結(jié)材料上或已附著在纖維上的水滴上。水滴與聚結(jié)纖維接觸是，他們之間留有油膜，水滴必須從纖維上降油膜置換并使纖維濕潤，才能實現(xiàn)水滴在纖維上的粘附過程。粘附聚結(jié)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(fā)生兩個或幾個水滴間的碰撞聚結(jié)時，需要適當(dāng)?shù)淖饔昧Σ拍軐崿F(xiàn)。作用力小時，水滴之間碰觸變形，界面膜不破裂，此時聚結(jié)是不能發(fā)生的。作用力過大時，界面膜破碎，水滴碰撞后會出現(xiàn)液滴破碎。液滴破碎將會增加乳液穩(wěn)定性，增加油水分離難度，是最應(yīng)該避免發(fā)生的現(xiàn)象。

(3)水滴釋放脫離過程。增大的水滴聚結(jié)到一定的尺寸后將從纖維表面釋放。水滴碰撞聚結(jié)后以誰線的形式穿過聚結(jié)纖維床，到達(dá)纖維床出口表面后以水線的形式穿過聚結(jié)纖維床，到達(dá)纖維床出口表面后在液體更力的作用下，聚結(jié)的尺寸水滴從聚結(jié)床表面脫離釋放。

2聚結(jié)濾芯結(jié)構(gòu)和材料分析

  聚結(jié)濾芯一般都為圓柱結(jié)構(gòu)，其示意圖如圖2所示。從內(nèi)到外分別示金屬網(wǎng)，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(nèi)聚結(jié)層和外聚結(jié)層等，其作用是對燃料中的微量水進(jìn)行破乳-聚結(jié)，是整個濾芯的核心部分，也是需要重點分析的部分。本研究剖析的聚結(jié)濾芯是符合API/IP I581最新檢驗標(biāo)準(zhǔn)，其截面圖如圖3所示。從圖中可以看出聚結(jié)濾芯的纖維層是主要由三種不同纖維組成，各層厚度也有明顯的區(qū)別，為了進(jìn)一步分析濾芯的細(xì)纖維層，該層纖維具破乳和聚結(jié)作用。從圖7中可以看出F3層纖維表面較光滑平整，而且F3纖維層較厚，該層纖維應(yīng)屬于聚結(jié)纖維層。

2.1纖維絲直徑

纖維直徑的大小是影響聚結(jié)分離效率的主要因素。纖維絲徑越小，孔徑越小，接觸面積就越大，水滴附著在纖維上的幾率也就越大，但纖維過細(xì)或孔徑過小會導(dǎo)致液體流動阻力加強(qiáng)，壓差增大，縮短了濾芯使用壽命。采用Hitachi S-4800掃描電子顯微鏡對不同纖維層式樣進(jìn)行了形貌觀察。圖5-圖7分別為F1，F2和F3纖維層的掃描圖片。從圖5-圖7中可以看出F1，F2和F3纖維層的直徑變化是粗--細(xì)--粗。從圖5可以看出F1層纖維均勻沉積這納米顆粒，顆粒大小一直，在200mm左右，該層纖維在聚結(jié)分離過程中的左右為破乳，纖維表面的顆粒物質(zhì)肯能利于有種水滴的破乳過程。F2層纖維直徑明顯減小，屬于超細(xì)纖維層，該

層纖維具破乳和聚結(jié)作用。從圖7中可以看出F3層纖維表面光滑平整，而且F3纖維層較厚，該層纖維應(yīng)屬于聚結(jié)纖維層。

2.2材料成分

采用紅外光譜儀對聚結(jié)濾芯中F1，F2和F3纖維層成分進(jìn)行分析，各層纖維紅外光譜結(jié)果如圖8所示。通過和光譜對比，得出這三種纖維都是玻璃纖維。從圖4中可以看出3中玻璃纖維的顏色不同，黃色玻璃纖維中可能存在較多的粘結(jié)劑。