Диссертация (Смешение пенообразующих жидкостей в аппаратах циклонного типа), страница 6

Время прогрева – не менее 45 минут.2. Подвесить кольцо.3. Выбрать режим. Нажать клавишу MODE пока не появится на дисплеесоотвествующее обозначение.4. Нажать клавишу ZERO.5. Установить чашку с исследуемой жидкостью как можно ближе к центрустола.6. Поднимать столик 7 винтом 11 до тех пор, пока кольцо не погрузится вжидкость.427. Затем опускать столик до тех пор, пока кольцо не вытянет с поверхностистолбик жидкости.8.

С помощью винта точной регулировки 10 медленно опускать чашку,наблюдая при этом за показаниями дисплея. Измерение закончено, если пройденомаксимальное значение и на дисплее и на дисплее снова появится более низкоезначение. Индикаторная стрелка слева на дисплее дополнительно показывает,растет или падает усилие отрыва.9. Нажать клавишу MAX HOLD, записать максимальное значение этогоизмерения.10. Дляпоследующегоизмеренияобнулениепамятидолжновсегдапроизводиться непосредственно перед опусканием столика.Обнулить память нажатием клавиши ZERO (MAX HOLD остается активным).11. При повторном измерении поднять столик 7 до тех пор, пока кольцо опятьне будет полностью смочено.12.

Опустить столик как описано выше, и снова определить максимальноеусилие отрыва. MAX HOLD может оставаться при этом включенной.Ниже представлена таблица 2.3.1. с коэффициентом поверхностногонатяжениядляэкспериментальныхсред,нижнийиндекскоэффициентасоответствует номеру экспериментальной среды.Таблицаэе имеi123456789102.3.1.–аль ыК эффи иеыега яже ияед.×10-3, Н/м71.171.070.970.870.971.071.071.171.271.071.0×10-3, Н/м60.160.260.059.859.960.060.159.960.060.060.0×10-3, Н/м50.450.550.350.450.250.450.250.350.450.550.4×10-3, Н/м29.929.830.030.230.129.929.930.130.130.030.0для432.4. Определение вязкости жидкости.В виду того, что для проведения экспериментов раствор ПАВ создавался наоснове воды из системы водоснабжения здания и концентрация ПАВнезначительно, но менялась, было принято решение определить вязкостьмодельной среды для каждого эксперимента.Вязкость среды измерялась с помощью вискозиметра ВПЖ-3 (рисунок2.4.1.) [7].Рисунок 2.4.1.

Вискозиметр ВПЖ-3 (ГОСТ 10028-81). 1 — измерительныйрезервуар, объем V= 1см3; постоянная вискозиметра k=0,01 мм2/с2; D1 = 7,5 мм; d= 0,38 мм; D=1,5 мм.44Сущность метода заключается в измерении калиброванным стекляннымвискозиметромвремениистечения,всекундах,определенногообъемаиспытуемой жидкости под влиянием силы тяжести при постоянной температуре.Кинематическаявязкостьявляетсяпроизведениемизмеренноговремениистечения на постоянную вискозиметра. [8]При этом определение кинематической вязкости производят по формуле[8]:, м2/сжгде g — ускорение свободного падения в месте измерения (в Москве 9,8155м/с2); t — время истечения, с; k — постоянная вискозиметра.Измеренияпроводилисьподесятьраздлякаждойизчетырехэкспериментальных сред.Ниже представлена таблица 2.4.1. с кинематической вязкостью дляэкспериментальных сред, нижний индекс вязкости соответствует номеруэкспериментальной среды.Таблица 2.4.1. – Ки ема иче ая язже име120.910.900.910.8930.900.890.910.9140.900.910.900.9050.910.900.890.9060.900.910.900.9070.900.910.890.9080.900.900.900.9090.910.900.900.89100.900.910.910.900.90.90.90.9жж×10-6,м2/с0.91аль ы×10-6,м2/с0.91I×10-6,м2/с0.90ь для эж×10-6,м2/с0.90жед.45Согласно полученным результатам, вязкости экспериментальных сред неотличаются друг от друга, что и можно было предположить, ведь вода бралась изодной и той же системы водоснабжения, а содержание ПАВ в баке 4 (рисунок2.2.1.) для всех экспериментальных сред отличалось на 5-20×10-3 л.

С учетом того,что бак имеет емкость 40 литров, объемная доля ПАВ пренебрежительно мала,чтобы повлиять на вязкость раствора.462.5. Результаты экспериментов.Во время проведения экспериментов фиксировался объемный расход иопределялись скорости потока на входе в гидроциклон для случаев:1.когда гидроциклон начинал устойчиво работать, при этом вдоль осигидроциклона образовывался цилиндрический воздушный или пенныйстолб (в зависимости от коэффициента поверхностного натяжения раствораПАВ), обозначим данную скорость потока на входе в гидроциклон как;2.когда устойчивый воздушный столб превращался в пенный и вгидроциклоне снова начинала образовываться пена, отводящаяся вместе сраствором ПАВ в бак 4 и атмосферу, обозначим данную скорость потока навходе в гидроциклон как.Объемный расход потока на входе в гидроциклон определялся для этихслучаев в виду того, что гидроциклон работал как аппарат для предотвращенияпенообразования в диапазоне отдо.Скорость потока на входе в гидроциклон:, м/сгде(2.5.1)— объемный расход гидроциклона, м3/с.Для определения объемного расхода на входе в гидроциклон былустановлен счетчик ЭМИС-ДИО 230Л, который фиксировал проходящий черезнего объем раствора ПАВ и диспергированным газом, с помощью секундомерафиксировалось время, за которое изменялись показатели на счетчике.

Объемныйрасход находился по формуле:, м3/сгде(2.5.2)— показания счетчика в конечный момент измерения, л;счетчика в начальный момент измерения, л;показания на счетчике, с.— показания— время за которое изменялись47Для того, чтобы определитьибыло проведено по десятьэкспериментов для каждой из четырех рабочих сред с разным поверхностнымнатяжением. Включался насос 1, при этом вентиль 23, регулирующий подачураствора в гидроциклон, был закрыт, далее вентиль 23 постепенно открывалсяпока гидроциклон не выходил на рабочий режим, то есть скорость потока на входв гидроциклон соответствовала, далее фиксировалось изменение показателяна счетчике 10 за пять минут (300 секунд), потом, с помощью вентиля 2 3,увеличивалась подача рабочей среды до скоростиТаблицаэе име2.5.1.–аль йО ъем ыйедыа.дии1.1250300×10-4,м3/с8.322663008.911.295132683008.933311.3842603008.666711.040352453008.166710.403462553008.510.82872683008.933311.3882693008.966711.422592603008.666711.0403102633008.766711.1677,лiСреднее значение,с, м/с10.615711.0573для48Таблицаэ2.5.2.е име–аль йО ъем ыйедыди×10-4,м3/с10.6,с318300232030010.66713.5881331930010.63313.5456431430010.46713.3333531830010.613.5032631530010.26713.3758732530010.813.8004831430010.46713.3333932430010.66713.7581031530010.26713.3758Таблица2.5.3.е име–аль й13.503213.5117О ъем ыйедыадии2.1266300×10-4,м3/с8.866722693008.966711.422532603008.666711.040342453008.166710.403452503008.333310.615762563008.533310.870572493008.310.573282663008.866711.295192643008.811.2102102613008.711.0828,лiСреднее значениедля, м/с1Среднее значениеэи1.,лiа,с, м/с11.295110.9809для49Таблицаэ2.5.4.е име–аль йО ъем ыйедыади128530022913009.712.3567330230010.06712.823842883009.612.229352983009.933312.653962893009.633312.271872953009.833312.526583003001012.7389930530010.16712.9512102853009.512.1019,л,сСреднее значениеТаблица2.5.5.е име–аль й, м/с12.101912.4756О ъем ыйедыадии3.1265300× 10-4,м3/с8.833322663008.866711.295132613008.711.082842563008.533310.870552573008.566710.91362603008.666711.040372523008.410.700682513008.366710.658292643008.811.2102102613008.711.0828,лiСреднее значениедля2.×10-4,м3/с9.5iэи,с, м/с11.252711.0106для50Таблицаэе име2.5.6.–О ъем ыйаль йедыадиидля3.1275300×10-4,м3/с9.166722773009.233311.762232713009.033311.507442693008,966711.422552683008.933311.386270300911.46572683008.933311.3882723009.066711.549992763009.211.7197102693008.966711.4225,лi,с, м/сСреднее значение11.677311.5286Как видно из таблиц 2.5.1, 2.5.3, 2.5.5 во всех рассмотренных случаяхм/с.

В виду интенсивного пенообразования в гидроциклоне, при всехвозможных на установке скоростях потока на входе в гидроциклон, для среды №4определить скоростивходебыло не возможно. Однако, при скорости потока нам/с, наблюдалось формирование столба пены, можно предположить,что эта скорость соответствует, при дальнейшем увеличении скоростипеной заполнялся весь аппарат.На экспериментальных средах №1, №2, №3, при скоростях отдо,наблюдалось формирование воздушного столба на оси гидроциклона, пена ваппарате не образовывалась и в приемный бак 4 поступала вода без воздуха. Прискоростях близких ки выше наблюдался процесс превращения воздушногостолба в пенный и процесс пенообразования начинал интенсифицироваться. Наэкспериментальной среде №3 определить скоростиибыло весьмазатруднительно в виду того, что значения данных скоростей очень близки.51ГЛАВА 3.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИСМЕШЕНИЯ ПЕНООБРАЗУЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ ВЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ПРЯМОТОЧНОМ ГИДРОЦИКЛОНЕ И УСЛОВИЯЕГО УСТОЙЧИВОЙ РАБОТЫ.3.1 Дегазация газосодержащих жидкостей.Подавление пенообразования в гидроциклоне на прямую связано спроцессом дегазации в нем, если после прохождения через гидроциклон газожидкостной системы газ не успеет отделиться от жидкости, то процесс дегазациибудет продолжаться под действием гравитационных сил в аппарате послегидроциклона. Поэтому, говоря об эффективности пеногашения в гидроциклоне,крайне важно учитывать и процесс дегазации.Качество продукции и условия проведения ряда технологических процессовво многом случаях зависят от наличия в жидкостях газовых пузырей. Поэтому, впроцессе переработки технологических жидкостей возникает необходимостьудаления из них диспергированного и растворенного газа.

[14; 53]Газосодержащие системы широко используются в промышленности. Онивстречаются в процессах абсорбции и десорбции, при выходе нефти наповерхность, являются результатом жизнедеятельности микроорганизмов и т.п.[14; 53]Различают три основных физических метода дегазации газосодержащихжидкостей в зависимости от внешних условий проведения этого процесса [53]:дегазация в условиях равновесия (применение закона Генри); дегазация вусловиях пересыщения под вакуумом или при кипении (когда жидкостьнаходитсявметастабильномсостоянии);дегазацияподдавлениемнедонасыщенной растворенным газом жидкости (охлаждение или повышениедавления над жидкостью.В зависимости от требований предъявляемых к конечному продукту(содержание газов в жидкости и др.) процесс дегазации может проводиться52непрерывно или периодически.

Наиболее эффективным считается процессдегазации, проходящий в тонкой пленке под вакуумом [53].Дегазация в толстых слоях жидкости под атмосферным давлением весьмане эффективны и малопроизводительны, но иногда применяются, так какаппараты для такой дегазации дешевле и просты в обслуживании и изготовлении[53].