Tribological Aspect of Assessment of Efficiency of Filtration Using Multi-Layer Materials

• Autorzy: Mikołajczak Paweł , Szuszkiewicz Jarosław

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.5863

Warianty tytułu

PL

Aspekt tribologiczny oceny skuteczności filtracji z wykorzystaniem wielowarstwowych materiałów filtracyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study presents the results of testing for the efficiency and effectiveness of filtration using multi-layer filter materials, and briefly presents a new technology for manufacturing filter media using these materials. The first part of the article describes the causes of the formation of impurities in operating fluids and the tribological effects of their impact. The second part is dedicated to testing for filtration efficiency and effectiveness for different filter materials. The third part of the article briefly describes the technology for manufacturing filter media using efficient but difficult-to-form materials. The testing results showed significant differences in filtering efficiency and effectiveness between the cellulose samples and the samples of filter materials based on glass microfibre layers. All of the tested multi-layer materials allow filtration effectiveness of over 90% to be achieved over the entire range of impurity sizes included in the experiment. The results of a comparative test for pressure change during filtration also indicate that glass microfibre materials have a considerably longer operating life than cellulose materials. The time after which a sharp increase in pressure occurs (due to the filter layer being filled with impurities) is nearly four times longer for multi-layer materials than for cellulose materials. The methods for cutting, forming, and joining filter materials have been developed by the authors of this article.

PL

Celem pracy jest przedstawienie wyników badań skuteczności i efektywności filtracji z wykorzystaniem wielowarstwowych materiałów filtracyjnych oraz skrótowe zaprezentowanie nowej technologii wytwarzania przegród filtracyjnych z zastosowaniem tych materiałów. W pierwszej części artykułu opisano przyczyny powstawania zanieczyszczeń w płynach eksploatacyjnych i skutki tribologiczne ich oddziaływania. Cześć druga poświęcona jest badaniom skuteczności i efektywności filtracji dla różnych materiałów filtracyjnych. Trzecia część artykułu zawiera skrócony opis technologii wytwarzania przegród filtracyjnych z wykorzystaniem skutecznych, ale trudno formowalnych materiałów. Wyniki badań wykazały istotne różnice w skuteczności i efektywności filtrowania między próbkami celulozowymi a próbkami z materiałów filtracyjnych opartych na warstwach mikrowłókna szklanego. Wszystkie badane materiały wielowarstwowe pozwalają na osiągnięcie efektywności filtracji powyżej 90% w całym zakresie wielkości zanieczyszczeń uwzględnionych w eksperymencie. Również wyniki badania porównawczego na zmianę ciśnienia w czasie filtracji wskazują na znacznie dłuższą trwałość eksploatacyjną materiałów typu mikrowłókno szklane niż celulozowe. Czas, po którym następuje gwałtowny wzrost ciśnienia (spowodowany wypełnieniem warstwy filtracyjnej zanieczyszczeniami), jest prawie czterokrotnie dłuższy dla materiałów wielowarstwowych w porównaniu z celulozowymi. Przedstawione metody cięcia, kształtowania i łączenia materiałów filtracyjnych zostały zaprojektowane przez autorów niniejszego artykułu.

Słowa kluczowe

EN

filtration efficiency; filtration effectiveness; filter materials

PL

skuteczność filtracji; efektywność filtracji; materiały filtracyjne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 2
• Strony: 37--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Mikołajczak Paweł

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Faculty of Technical Sciences, Departament of Building of Vehicles and Machines, M. Oczapowskiego 11 Street, 10-719 Olsztyn, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1455-9070

autor

Szuszkiewicz Jarosław

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Faculty of Technical Sciences, Chair of Materials and Machines Technology, M. Oczapowskiego 11 Street, 10-719 Olsztyn, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4490-3397

Bibliografia

• 1. Barthe R. S., Ramakrkrishna S.: Nanofibrous filtering media: filtration problems and solutions from tiny materials, “J. of Membrane Science” 2007, 296, pp. 1–8.
• 2. Bartz W.J.: Ecotribology: environmentally acceptable tribological practices, “Tribology International” 2006, vol. 39, pp. 728–733.
• 3. Dziubak T.: Operating fluids contaminantions and their effect on the wear of elements of a motor vehicle’s combustion engine, “The Archives of automotive Engineering – Archiwum Motoryzacji” 2016, 72(2), pp. 43–72.
• 4. Fitch J.: Clean Oil Reduces Engine Fuel Consumption, “Practicing Oil Analysis Magazine” 2002, pp. 11–12.
• 5. Grzybowska-Pietras J.: Influence of production technology on the filtration propertiesof automotive oil filters, PTNSS–2011–SC–143.
• 6. Höflinger W.: Filtracja wgłębna z wykorzystaniem warstw filtracyjnych o strukturze włóknistej, https://filtertech.com.pl/filtracja-wglebna-z-wykorzystaniem-warstw-filtracyjnych-o-strukturze-wloknistej
• 7. Ignaciuk P., Gil L., Walczak M.: Identyfikacja mechanizmu powstawania uszkodzeń aparatury wtryskowej silników o zapłonie samoczynnym, „Postępy Nauki i Techniki” 2012, 12, pp. 53–60.
• 8. Kim S. C., Wang J., Emery M.S., Shin W.G., Mulholland G., Pui D: Nanoparticles agglomerates filtration: Effect of agglomerate structures on filtration efficiency, Proc. 3rd Int. AFS Conference Emission solutions in Transportation, Oct. 2007, Ann Arbor, USA.
• 9. Klarecki K.: Filtracja a czystość cieczy hydraulicznych, „Napędy i Sterowanie” 2017, 1, pp. 72–77.
• 10. Koszałka G., Suchecki A.: Changes in performance and wear of small diesel engine during durability test, “Combustion Engines” 2015, 3(162), pp. 34–40.
• 11. Koszałka G.: Application of the piston-rings-cylinder kit model in the evaluation of operational changes in blowby flow rate, “Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” 2010, 4(48), pp. 72–81.
• 12. Mikołajczak P., Rychlik A.: Raport z prac badawczo-rozwojowych: Technologia produkcji filtrów motoryzacyjnych i przemysłowych z wielowarstwowymi materiałami filtracyjnymi o wysokich parametrach skuteczności filtrowania i trwałości, Ośrodek Jakości i Innowacji WNT, UWM w Olsztynie 2012.
• 13. Muślewski Ł., Sójka M.: Monitorowanie degradacyjnych zmian jakościowych olejów przekładniowych w procesie eksploatacji przekładni zębatych, „Logistyka” 2014, 6, pp. 968–973.
• 14. Podgórski A., Balazy A., Gradoń L.: Depth and surface filtration in nanofibrous media, February 2007, Proc. FILTECH 2007, pp. 160–167.
• 15. Yun K.M., Hogan C.J, Matsubayashi Y., Kawabe M., Iskandar F., Okuyama K.: Nanoparticle filtration by electrospun polymer fibers, “Chemical Engineering Science” 2007, 62, pp. 4751–4759.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).