{"id":38915,"date":"2021-07-01T15:39:51","date_gmt":"2021-07-01T15:39:51","guid":{"rendered":"https:\/\/globecore.com\/lubricants-production-in-the-vortex-layer-device\/"},"modified":"2023-11-28T12:17:05","modified_gmt":"2023-11-28T12:17:05","slug":"lubricants-production-in-the-vortex-layer-device","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/globecore.com\/es\/molienda\/lubricants-production-in-the-vortex-layer-device\/","title":{"rendered":"Producci\u00f3n de lubricantes en el aparato de la capa v\u00f3rtex"},"content":{"rendered":"

En este art\u00edculo, consideraremos la <\/span>producci\u00f3n de lubricantes<\/span> utilizando aparatos de la capa v\u00f3rtex, equipo dise\u00f1ado para intensificar varios procesos tecnol\u00f3gicos. Los lubricantes son necesarios para asegurar la operatividad y eficiencia del equipo. El objetivo principal de los lubricantes es reducir la fricci\u00f3n y el desgaste en las partes de fricci\u00f3n de los mecanismos, lo que permite aumentar la eficiencia mec\u00e1nica del motor, para proteger los pares de fricci\u00f3n del desgaste y el agarrotamiento.<\/span><\/p>\n

El segundo papel importante es la eliminaci\u00f3n de calor del motor y las piezas calentadas por fricci\u00f3n. Adem\u00e1s, el lubricante protege las piezas de la corrosi\u00f3n, lava y elimina la contaminaci\u00f3n, proporciona un sello y, en algunos casos, realiza tareas especiales, como por ejemplo servir como capa de separaci\u00f3n entre el molde y la pieza fundida.<\/span><\/p>\n

Las grasas lubricantes son grasas espesas destinadas a la lubricaci\u00f3n de rodamientos de diversos tipos, bisagras, palancas, sistemas de palanca, sistemas exc\u00e9ntricos de leva, etc. A diferencia de los aceites l\u00edquidos, las grasas tienen resistencia a la dislocaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

Producci\u00f3n de grasas lubricantes: caracter\u00edsticas principales<\/h2>\n

Hasta 1970, la <\/span>producci\u00f3n de lubricantes<\/span> se realizaba por lotes. Los procesos por lotes se caracterizan por procesos de m\u00faltiples etapas, baja reproducibilidad de la calidad del producto, volumen y alto consumo de energ\u00eda de los equipos tecnol\u00f3gicos, y la complejidad de la mecanizaci\u00f3n y automatizaci\u00f3n complejas.<\/span><\/p>\n

La segunda etapa de desarrollo fue la introducci\u00f3n de procesos semicontinuos, que se hicieron posibles gracias a la aparici\u00f3n de nuevos aparatos de transferencia de masa eficientes, evaporadores de humedad de alto rendimiento, homogeneizadores, control autom\u00e1tico y sistemas de gesti\u00f3n. En la tercera etapa, se desarrollaron e implementaron procesos continuos. La ventaja de los procesos continuos sobre los procesos discontinuos y semicontinuos es que las diversas operaciones tecnol\u00f3gicas se realizan en aparatos separados, lo que permite mantener el modo \u00f3ptimo para cada operaci\u00f3n. En este caso, es f\u00e1cil proporcionar el control y gesti\u00f3n autom\u00e1ticos del proceso, as\u00ed como obtener productos de la calidad requerida. Adem\u00e1s, como resultado de la especializaci\u00f3n del equipo, la productividad espec\u00edfica aumenta dr\u00e1sticamente, el \u00e1rea de producci\u00f3n ocupada y los gastos laborales disminuyen.<\/span><\/p>\n

Grandes oportunidades para intensificar los procesos de transferencia de masa y calor se presentan en el uso para este prop\u00f3sito de dispositivos que concentran la energ\u00eda de vibraciones ac\u00fasticas, campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos, ondas de choque, radiaci\u00f3n l\u00e1ser, etc. Uno de estos dispositivos es el aparato de la capa v\u00f3rtex (AVS).\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n

Principio de funcionamiento del aparato de la capa v\u00f3rtex<\/h2>\n

El aparato de la capa v\u00f3rtex<\/strong><\/a> es un cilindro completo de material no magn\u00e9tico, dentro del cual se colocan part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas no equiaxiales, y en el exterior se monta un inductor con un sistema de devanados que crea un campo electromagn\u00e9tico giratorio (Figura 1).<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 1 – Aparato con la capa v\u00f3rtex de part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas: 1 – manga protectora; 2 – inductor del campo electromagn\u00e9tico giratorio; 3 – carcasa del inductor; 4 – c\u00e1mara de trabajo de material no magn\u00e9tico; 5 – part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas<\/b><\/em><\/p>\n

Al poner las part\u00edculas en un movimiento complejo, el campo forma una capa v\u00f3rtex de ellas en la zona de trabajo del reactor. Cada part\u00edcula se mueve en la direcci\u00f3n de rotaci\u00f3n del campo con una velocidad que puede alcanzar la velocidad de su rotaci\u00f3n, y simult\u00e1neamente realiza una rotaci\u00f3n procesional alrededor de su eje m\u00e1s peque\u00f1o a una velocidad de 102-104 giros por segundo. Al girar y chocar, las part\u00edculas emiten vibraciones de un amplio espectro de frecuencias (desde decenas de Hz hasta varios MHz con un m\u00e1ximo en la regi\u00f3n de 10-15 kHz): ac\u00fasticas y ultras\u00f3nicas. Las vibraciones ac\u00fasticas, que causan cavitaci\u00f3n, en microzonas son capaces de crear presiones de cientos de miles de libras-fuerza por pulgada cuadrada. Bajo la influencia de un campo magn\u00e9tico alterno, las part\u00edculas tambi\u00e9n emiten oscilaciones magnetostrictivas, y las corrientes inducidas que surgen en ellas, como en los conductores el\u00e9ctricos, dan lugar a la aparici\u00f3n de campos magn\u00e9ticos y el\u00e9ctricos que se alternan r\u00e1pidamente. El flujo de componentes que atraviesa la zona de trabajo de AVS, debido al efecto complejo de todos estos factores, est\u00e1 sujeto a una mezcla y dispersi\u00f3n intensivas, mientras que la velocidad de las reacciones qu\u00edmicas aumenta de cientos a miles de veces en comparaci\u00f3n con las condiciones normales. El tiempo de tratamiento de los componentes en dicho aparato (incluso en aquellos casos en los que el proceso va acompa\u00f1ado de una reacci\u00f3n qu\u00edmica) con los modos seleccionados correctamente no excede de unos pocos segundos. Con el esquema de flujo, el producto terminado se retira continuamente y entra en las etapas posteriores del proceso, mientras que las part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas son retenidas por el campo magn\u00e9tico en el \u00e1rea de trabajo del aparato y no ingresan al producto.<\/span><\/p>\n

Resultados de la investigaci\u00f3n experimental<\/h2>\n

Para estudiar la posibilidad de la obtenci\u00f3n de lubricantes de forma continua con AVS, realizamos un experimento utilizando el aparato tipo AVS-150 (Figura 2).<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 2 – Aparato de la capa v\u00f3rtex AVS-150<\/b><\/em><\/p>\n

El prop\u00f3sito del experimento fue la <\/span>producci\u00f3n de lubricantes<\/span> para mecanizar componentes y mecanismos que operan a una temperatura promedio de aproximadamente 194 \u00b0 F.<\/span><\/p>\n

La grasa se hizo a base de aceite mineral tratado con jabones de litio y potasio de varios \u00e1cidos grasos. A esta base se le agregan aditivos efectivos para aumentar la capacidad del lubricante para resistir la oxidaci\u00f3n y el desgaste.<\/span><\/p>\n

Para preparar un litro de grasa, se utiliz\u00f3 un vaso de precipitados de 0,37 galones y se carg\u00f3 con 0,84 libras de part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas. Los aceites minerales y de ricino se calentaron a 185-194 \u00b0 F en un ba\u00f1o de vapor antes de mezclarlos. Se a\u00f1adi\u00f3 \u00e1cido este\u00e1rico al aceite calentado, hidr\u00f3xido de litio y potasio, colofonia de pino, molido preliminarmente hasta un estado de polvo y ftalocianina de cobre para espesar el lubricante.<\/span><\/p>\n

El vaso de precipitados se coloc\u00f3 en el \u00e1rea de trabajo del aparato de la capa v\u00f3rtex y los componentes se mezclaron durante unos pocos segundos. Despu\u00e9s de mezclar, el vidrio se volvi\u00f3 a bajar a un ba\u00f1o de vapor y el agua se evapor\u00f3 durante una hora.Despu\u00e9s de eso, el lubricante se dej\u00f3 enfriar durante un d\u00eda.<\/span><\/p>\n

Las principales caracter\u00edsticas de la grasa resultante se muestran en la Tabla 1.<\/span><\/p>\n

Tabla 1 – Propiedades fisicoqu\u00edmicas del lubricante obtenido utilizando el aparato de la capa v\u00f3rtex AVS-150<\/b><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\u2116<\/b><\/td>\n\n

Par\u00e1metro<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Intervalo<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Valor<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Actual<\/b><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

1<\/span><\/td>\nTemperatura de goteo, (\u00baF)<\/span><\/td>\n\n

no menos<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

269<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

300<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

2<\/span><\/td>\nPenetraci\u00f3n a los 77<\/span> \u00baF, (\u00d7 10<\/span>-1<\/span> mm)<\/span><\/td>\n\n

dentro de<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

310-340<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

340<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

3<\/span><\/td>\nResistencia al corte a 68 \u00baF, (psi)<\/span><\/td>\n\n

dentro de<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

0,02-0,07<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

0,035<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

4<\/span><\/td>\nViscosidad a 32 \u00baF y gradiente de velocidad de deformaci\u00f3n 10 \u0441<\/span>-1<\/span>, (psi\u00b7\u0441)<\/span><\/td>\n\n

no mas\u00a0<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

0,058<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

0,056<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

5<\/span><\/td>\nEstabilidad coloidal, (% de aceite extraido)<\/span><\/td>\n\n

no mas<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

23<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

8<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0<\/span>La <\/span>producci\u00f3n de lubricantes<\/span> incluye el siguiente equipo principal: un aparato de la capa v\u00f3rtex, contenedores de materias primas para cargar los componentes iniciales y calentarlos a la temperatura requerida, una unidad de dosificaci\u00f3n de cuatro \u00e9mbolos que proporciona un control suave de la productividad total y permite una alta precisi\u00f3n de la proporci\u00f3n de componentes en el flujo sin el uso de complejos dispositivos de control autom\u00e1tico, aparato AVS y tanque receptor (Figura 3).<\/span><\/p>\n

\"producci\u00f3n<\/p>\n

Figura 3 –<\/b> Producci\u00f3n de lubricantes<\/b> usando AVS – esquema tecnol\u00f3gico<\/b><\/em><\/p>\n

Las materias primas se introducen en contenedores de materias primas, en algunos (un contenedor con aceite de ricino industrial o de aviaci\u00f3n), la temperatura se mantiene a 176-185\u00baF mediante calentamiento por vapor (camisa de vapor). En el caso de la producci\u00f3n de lubricantes con litio y potasio, se produce la hidr\u00f3lisis del aceite de ricino con la liberaci\u00f3n de glicerina libre y \u00e1cido ricico, que reaccionan con el \u00e1lcali, saponificado. La temperatura en el \u00e1rea de trabajo del aparato AVS es 158-167 \u00baF.<\/span><\/p>\n

El aparato de la capa v\u00f3rtex del tipo AVS-150 puede proporcionar la productividad de grasas lubricantes hasta varias toneladas por hora. Esto permite construir l\u00edneas tecnol\u00f3gicas con una producci\u00f3n anual de 10-20 mil toneladas de lubricantes utilizando solo uno o dos aparatos con la capa de v\u00f3rtex.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n

Ventajas de los aparatos de la capa v\u00f3rtex en los procesos de producci\u00f3n de grasas lubricantes<\/h2>\n

Los resultados de los estudios han confirmado la posibilidad de utilizar AVS en la producci\u00f3n de grasas lubricantes y fluidos lubricantes y refrigerantes. En este caso, podemos hablar de las siguientes ventajas de AVS:<\/span><\/p>\n