油乳化液中的應(yīng)用超濾膜過(guò)濾
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切削用油廣泛地應(yīng)用于金屑的各種加工操作中，如切削、鉆孔和液壓等。表面活化劑、助劑和其他的各種溶液常用來(lái)作為油乳化液的穩(wěn)定劑。由于油乳化液非常的穩(wěn)定，傳統(tǒng)的處理技術(shù)如離心分離和凝聚過(guò)濾等都不適用。

但是，可以由CaCl2和NaCl等鹽類通過(guò)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)油乳化液的分離和凝固。然而，油在水中的溶解度很小(通常小于5％)，處理后的水會(huì)富含鹽類物質(zhì)。而且，新型乳化劑、表面活化劑和助劑的發(fā)展使得這種分離油乳化液的化學(xué)方法也越來(lái)越難以實(shí)現(xiàn)了。高級(jí)的處理技術(shù)如超過(guò)濾是一個(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前途的技術(shù)。

超濾(UF)是一種- 地處理各種化學(xué)和機(jī)械乳化液的技術(shù)。恫是，凝膠層面積、污垢堆積和過(guò)濾膜的凈化三方面限制了它的使用效率。其中。減小凝膠面積是改變超濾效率的—經(jīng)濟(jì)和員- 的方式。

優(yōu)化操作條件也是提高超濾能力和威小凝膠層的員實(shí)用措施之一。

凝膠層的作用可以用物質(zhì)傳遞、診透壓等許多理論和一些經(jīng)驗(yàn)方程來(lái)描述。明影咱滲透通量和凝膠的主要因素還是橫跨膜壓和橫流速度。

1、實(shí)驗(yàn)材料和方法

A、乳油基

乳化液成分中含有80％的礦物油基和20％的表面活化劑、助劑和其他添加劑。22℃下，按4%乳化液體積得到的油滴平均直徑為120mm。

B、過(guò)濾膜

實(shí)驗(yàn)中使用的過(guò)濾膜為ORELIS s.A.的非對(duì)稱PAN膜IRIS 3042。生產(chǎn)商提供的膜縮徑量為83×10-21g，水阻力為1600L／(h*m2*Wa)。

C、 過(guò)濾裝置

橫流超濾裝置配有ORELIS S.A.的膜組件模型UPP10。膜的總- 面積為1.0m2。

2、影響因索

(1)滲透通量的穩(wěn)定性。恒壓下的滲透通量隨時(shí)間的變化情況：滲透通量在過(guò)濾剛開始的幾分鐘里驟減，而后基本保持恒值。當(dāng)過(guò)濾達(dá)到了穩(wěn)態(tài)，通量的穩(wěn)定性就與操作時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)了。

(2)速度的影響。在11.5KPa壓力下，當(dāng)速度在0.40~1.40 m／s間變化時(shí)，滲透量的變化情況25速度增加時(shí)，滲透量從36L／(m2*h)上升到132L／(m2*h)。也就是，滲透通量的變化情況和滲透量的變化情況類似。

這種變化現(xiàn)象可以用水動(dòng)力學(xué)理論來(lái)解釋。過(guò)濾速度的增加使得作用在凝膠上的剪切力變大．從而減小了凝膠層的厚度．提高了滲透量。

(3)壓力的影響。恒定速度1.40 m／s下滲透通量和滲透量與壓力的關(guān)系：隨著壓力的增大，滲透通量也增加，其—大值和—小值對(duì)應(yīng)的壓力分別為0.075MPa和0.275MPa，滲透量也從140 L／(h*㎡)變到82L／(k*㎡)。
壓力增大，產(chǎn)生了更高的過(guò)濾驅(qū)動(dòng)力，所以滲透適量提高。同時(shí)，壓力的增加使得凝膠層厚度和濃度都增加，濾油機(jī)過(guò)濾阻力增大，從而影響了滲透量．還會(huì)引起濾膜的污物阻塞。

(4)—高滲透量。滲透量定義為滲透通量與壓力之比。它表征了濾膜總阻力的倒數(shù)。滲透旦表明了在相同的驅(qū)動(dòng)力或壓力下膜過(guò)濾的能力：而且，—大的滲透量對(duì)應(yīng)著—小的阻力。滲透量—大值對(duì)應(yīng)著—大的速度和—低的壓力。也就是說(shuō)，壓力的減小和速度的提高可以提高滲透星。

(5)—小能耗。能耗的大小標(biāo)志著裝置的操作成本。較低的能耗表明裝置更有實(shí)用價(jià)值。

—小能耗值對(duì)應(yīng)著壓力和速度的—小疽。從操作成本考慮，這就是—經(jīng)濟(jì)的操作條件。需要指出的是，不存在可以同時(shí)獲得—大滲透通量和—大滲透量的操作條件。

如前所述，壓力和速度都很大時(shí)可以實(shí)現(xiàn)—大的滲透通量，但是此時(shí)對(duì)應(yīng)的能量消耗—高。

3、綜述

超濾在處理切削用油乳化液方面有很大的潛力。橫流速度和操作壓力是控制超濾性能的重要參數(shù)。

橫流速度的提高減小了凝膠層的厚度，增大了滲透通量：另一方面，壓力的增加不儀提局了過(guò)濾驅(qū)動(dòng)力，也增大F凝膠層的阻力。因此，滲透適量提高了而滲透量降低了。

若要求很高的滲透通量就要使較高的壓力和較大的橫流速度。從能量消耗角度看，—佳的操作條件為壓力和速度都要非常小。設(shè)備投資和操作成本在優(yōu)化操作系統(tǒng)中都要予以考慮。

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