Стохастическая ячеистая модель очистки моторного масла от механических примесей объёмным фильтрованием

Abstract

Приведено описание ячеистой модели фильтрования, которая создавалась на сочетании вероятностно-статистических методов с точным описанием на основе физических законов поведения дисперсной фазы при сложном взаимодействии её с дисперсионной средой. Выделены основные силы, действующие на частицу в потоке при фильтровании. Показано, что наибольшее воздействие на отсев оказывают силы Лондона-Ван-дер-Ваальса и электрокинетические, обусловленные полярными молекулами продуктов старения масла и моюще-диспергирующими присадками, которыми оно легируется. Выяснено, что в наименьшей степени на отсев влияют силы тяжести и Архимеда. Объединение детерминированных и случайных воздействий на дисперсную фазу осуществлено на базе уравнения Колмогорова Фоккера Планка. Показаны методы его формирования так, чтобы рассматриваемому случайному переносу частиц в поровом пространстве, идентифицированному совокупностью обобщенных координат и скоростей, соответствовало уравнение для многомерной плотности вероятности, отождествляемой с концентрацией дисперсной фазы. Приведены расчётные формулы для компонентов скорости частиц, по которым можно рассчитать граничную траекторию, определить безразмерную координату и фракционный коэффициент отсева. Определены краевые условия стохастической задачи фильтрования. Записаны интегралы для расчета фракционного отсева через паток вероятности. Проанализированы возможности детерминированной и стохастической ячеистых моделей фильтрования, показана их адекватность.A description is given of a cellular filtering model that was created using a combination of probabilistic and statistical methods with an accurate description based on the physical laws of the behavior of the dispersed phase during its complex interaction with the dispersion medium. The main forces acting on a particle in a stream during filtration are identified. It has been shown that the London-Van der Waals forces and electro kinetic forces caused by polar molecules of oil aging products and detergent-dispersant additives with which it is doped have the greatest impact on screening. It has been found that gravity and Archimedes force have the leas effect on screening. The combination of deterministic and random effects on the dispersed phase was carried out based on the Kolmogorov Fokker Planck equation. The methods of its formation are shown so that the equation for the multidimensional probability density, identified with the concentration of the dispersed phase, corresponds to the random particle transport in the pore space, identified by the set of generalized coordinates and velocities. Calculation formulas are given for the particle velocity components by which one can calculate the boundary trajectory and determine the dimensionless coordinate and fractional dropout coefficient. The boundary conditions of the stochastic filtering problem are determined. The integrals for calculating the fractional dropout through the molasses of probability are recorded. The possibilities of deterministic and stochastic cellular filtration models are analyzed, and their adequacy is shown.