Волокна Часть 2.
Практически та же логика отражена в документе американской FAA - AC 33-8. К критическим параметрам изготовления фильтрующей среды FAA относит её состав, процессы сушки и нагрева, а для клеевых соединений —температуру и продолжительность отверждения. Среди возможных последствий рассматриваются разрушение материала фильтра, собственное генерирование загрязнений и нарушение работы системы управления двигателем. При недостаточной прочности или плохом связывании волокон фильтрующая среда может выделять отдельные волокна и небольшие пучки. При растрескивании или разрыве складки, разрушении клеевого соединения либо отслоении фильтропакета возникает локальный путь с пониженным гидравлическим сопротивлением, по которому часть потока проходит в обход исправной структуры фильтрующей среды.
Как волокно проходит через фильтр?
Для металлической сетки определяющей становится ориентация волокна. Поток способен развернуть вытянутое волокно вдоль линии тока, после чего его прохождение определяется преимущественно поперечным размером. Волокно длиной 1–2мм, но диаметром несколько микрометров в таком положении совсем не эквивалентно сферической частице диаметром 1–2 мм. То есть оно вполне может пройти через сетку, встав "по потоку".
С глубинной фильтрующей средой механизм сложнее. Фильтровальная бумага представляет собой трёхмерную сеть волокон. Между ними образуется множество взаимосвязанных пор и полостей, которые вместе формируют извилистые пути движения топлива через толщину материала. Это не прямые отверстия постоянного диаметра, а последовательно соединённые участки различного сечения. Поэтому, кстати, обозначение «3 мкм», «5 мкм» или «10 мкм» нельзя понимать как металлическое сито с одинаковыми отверстиями соответствующего размера. Мягкое целлюлозное или полимерное волокно может ориентироваться вдоль потока, изгибаться и последовательно проходить через такой путь между волокнами фильтрующей среды. Жёсткое стеклянное или углеродное волокно изгибается хуже, но при очень малом диаметре также способно пройти через участки поровой структуры достаточного сечения. Другой путь связан уже с дефектами фильтроэлемента. Неоднородность бумаги
, слабая пропитка или связывание волокон, трещина на вершине складки, разрыв фильтрующей среды, отслоение пакета от торцевой крышки или нарушение клеевого соединения создают локальную зону пониженного сопротивления потоку. Через такой дефект проходит значительно большая доля топлива, чем через исправную часть материала, и вместе с ним могут переноситься как исходные загрязнения, так и отделившиеся волокна самого фильтроэлемента. Особенно опасен сквозной дефект складки или соединения: в этом случае фактически возникает обходной путь мимо основной глубины фильтрующей среды, и номинальная тонкость элемента уже не характеризует реальную степень очистки топлива. Поэтому при испытаниях авиационных фильтроэлементов отдельно оценивается присутствие волокон в топливе после фильтра; применяемый критерий составляет порядка 10 волокон на литр.
Что происходит в узлах и агрегатах ВС?
Первой точкой накопления может стать бортовой топливный фильтр. Волокна способны формировать на его поверхности пространственный мат, уменьшая эффективную площадь фильтрации и увеличивая перепад давления. Прошедшие дальше частицы встречают защитные сетки, насосы, топливно-регулирующую аппаратуру, FCU/HMU, клапаны, делители потока и форсуночные коллекторы. Особенно чувствительна к загрязнениям, в том числе и волокнам, топливно-регулирующая аппаратура. Здесь имеются малые управляющие отверстия, жиклёры, золотниковые пары, балансировочные канавки и сервоконтуры. Для нарушения работы такого агрегата совсем не обязательно перекрывать основную топливную магистраль.
Одно волокно может закрепиться на кромке жиклёра и начать собирать другие частицы, может попасть между золотником и втулкой или изменить проходное сечение балансировочного канала. Результатом могут стать затруднённый запуск, нестабильный малый газ, замедленный разгон, колебания расхода, зависание режима работы двигателей, невозможность достижения заданной мощности или её потеря.
Post #2589
122