Енергетична оцінка струминних мийних машин

Проведення процесу очищення потребує витрат певної кількості енергії

Е = Е_т + Е_м + Е_фх,

де Е – сумарна енергія, необхідна для проведення процесу очищення;

Е_т – теплова енергія;

Е_м – механічна енергія;

Е_фх – фізико-хімічна енергія миючого розчину.

Теплова енергія необхідна для зниження міцності забруднень. Однак нагрівання одних забруднень без деталі, яка очищується, практично неможливо, тому доводиться витрачати енергію й на нагрівання деталей. У струминних машинах теплоносієм є миючий розчин. Це, у свою чергу, вимагає витрати теплової енергії на нагрівання розчину та компенсацію теплових втрат, обумовлених умовами тепло- і масообміну (циркуляція розчину, вентиляція мийної камери й ін.). Останнє в значній мірі залежить від конструктивного виконання мийних машин. Наприклад, для конвейєрної мийної машини ОМ-4267 понад 50 % тепла витрачається на нагрівання деталей, а інші витрати - це витрати тепла при вентиляції мийної камери. Таким чином, із загальної кількості витраченої на очищення теплової енергії корисною є лише енергія Е_т, що витрачається на нагрівання деталей.

Механічна енергія необхідна для деформації та руйнування забруднень при очищенні, а також їхнього транспортування із зони очищення. Енергію Е_т і Е_м, умовно називають підведеною енергією, тому що ця енергія підводиться до машини за допомогою електродвигунів, нагнітальних насосів, теплообмінників.

Концентратором фізико-хімічної енергії, реалізованої в процесі очищення є миючий розчин, що застосовується в процесі очищення. Відомо, що процес очищення за допомогою миючих розчинів в основному зводиться до диспергування забруднень (емульгуванню рідкої й пептизації твердої фази), а також утриманню (стабілізації) відмитих забруднень у розчині.

Дотепер при розробці мийних машин фізико-хімічну енергію миючого розчину кількісно не враховують, лише зазначаючи, що очищення деталей провадиться в тому або іншому розчину в певній концентрації. Кількісно фізико-хімічну енергію розчину можна визначити з умови еквівалентності її тепловій енергії, яка підводиться у конкретних умовах очищення. Експериментально встановлено, що 1 л розчину при концентрації 20 г/л акумулює наступну кількість фізико-хімічної енергії: МЛ-52 – 2250 кДж, Лабомид-101 – 1800 кДж, каустик – 1400 кДж.

Викладені передумови служать вихідними для аналізу енергетичних показників найпоширеніших струминних мийних машин. Розрахунки доводять, що в загальному балансі енергії витрат на очищення 1 кг деталей у різних машинах понад 52 % становить теплова енергія, 7 % – механічна та 41 % – фізико-хімічна.

Незважаючи на такі значення, Е_т і Е_фх є «пасивними» видами енергії, необхідними, але недостатніми для ведення процесу очищення. Як свідчить практика досить невеликої активації потоку рідини поблизу деталей для ініціювання процесу ефективного очищення, якщо деталі нагріті та розміщені в миючому розчині. Безумовно, рівень активації розчину є домінуючим при встановленні швидкості очищення. Але важливо і те, що самі по собі лише витрати Е_т і Е_фх не забезпечать необхідної швидкості очищення.