Взаимодействие газокапельных и пленочных потоков применительно к центробежной сепарации (1095010), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Относительная погрешность величины η (рис.15) составляет (3,3÷4,8)% с доверительной вероятностью 0,95.η10,950,90,850,80,750,70,650,6М00,050,10,150,2H/D=4,13H/D=4,13 без кольцевого элементаH/D=5,80,250,30,35H/D=5,8H/D=4,13Рис. 15. Зависимость общей эффективности центробежной сепарации η от параметрауноса М при m=0,1В результате эмпирическая зависимость для расчета η выглядит следующим образом:H  2,69   D0, 73 M  0,98 при M  ж   ггжN 0,1  Re пл1 / 3. (9)Показатель степени m=0,1 в формуле (9) был выбран с учетом лучшей аппроксимации экспериментальных данных. Относительная погрешность аппроксимации экспериментальных данных составляет не более 10%.Экспериментальные данные, обобщенные на рис.

15, получены в следующих диапазонах значений безразмерных параметров:Reпл=(15,7÷180),Re г  г   ср  расх  DH=(6535÷85640), N=(0,2·10-3÷4,4·10-3), 4,13   5,8 .гDИз графика (рис. 15) видно, что в исследованном диапазоне с увеличениемвысоты сепаратора Н увеличивается эффективность очистки при равных значениях М. На графике также нанесены точки, соответствующие проведенным экспериментам на сепараторе без кольцевого элемента выхлопной трубы. Видно,что установка кольцевого элемента повышает эффективность сепарации.16Разработана методика расчета сепаратора, учитывающая возможностьвозникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель впристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн с отсепарированной пленки жидкости и ударного взаимодействиякапель из сепарируемого потока с пленкой жидкости.Основные результаты и выводы1.

С помощью высокоскоростной видеосъемки детально зафиксированадинамика возмущений от падения капли на движущийся горизонтально или наклонно слой жидкости.2. Установлено влияние высоты падения и размера капли, толщины, скорости и угла наклона пленки жидкости на диаметр, высоту и угол наклона султана; высоту короны; диаметр каверны; относительный объем, количество иразмеры вторичных капель, образующихся при ударе капли в пленку жидкости.3. Установлены механизмы образования вторичных капель от взаимодействия капли со слоем жидкости. Получены эмпирические зависимости и разработан метод расчета для определения относительного объема вторичных капельпо характеристикам пленки жидкости и падающей капли для каждого механизмакак функции от введенного параметра соударения J.

Установлены диапазоныотносительных размеров вторичных капель в зависимости от механизмов их образования.4. Установлено влияние степени закрутки потока на входе Квх и среднерасходной скорости υср-расх на угол закрутки потока υ и гидравлическое сопротивление центробежного сепаратора ΔP.5. Получены профили осредненных по поперечным сечениям и локальныхотносительной тангенциальной и осевой составляющих скорости газового потока при разных значениях степени закрутки потока на входе Квх и среднерасходной скорости υср-расх. Установлено влияние Квх на относительную неравномерность потока по высоте и поперечному сечению аппарата.6.

Получена эмпирическая зависимость для определения эффективностицентробежной сепарации от геометрических параметров сепаратора и введенного параметра уноса М.5. Разработана методика расчета центробежного сепаратора оригинальнойконструкции, учитывающая возможность возникновения вторичного уносавследствие образования вторичных капель в пристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн отсепарированнойпленки жидкости и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока спленкой жидкости.6. Разработаны оригинальные конструкции центробежных сепараторов,защищенные патентами Российской Федерации.17Условные обозначенияd – диаметр, мм; D, R, Н – внутренний диаметр, радиус и высота сепаратора, м; Dкав, Rкав,– максимальные диаметр и глубина каверны, мм; Fσ, Fд - сила поверхностного натяжения и увлекающая сила, Н; f вх - площадь входного сеченияподводящей камеры сепаратора, м2; g – ускорение свободного падения, м/c2; g1 –центробежное ускорение закрученной пленки жидкости, м/c2; gΣ - суммарное ускорение закрученной пленки жидкости, м/c2; hкор – высота короны, мм; hпад – высота падения капель, м; hсул, dcул – максимальная высота султана и соответствующий ему диаметр, мм; K вх - степень закрутки потока на входе центробежногосепаратора; Qг– расход газа, м3/час; Qж – расход жидкости, л/час; Rк, Lк– радиуси высота подводящей камеры, м; r – радиус, м; t – время, с; V – объем, мм3; υ –суммарная скорость, м/c; ῡ - средняя скорость, м/c; υ*г - суммарная скорость газавблизи поверхности пленки жидкости (вне газового погранслоя), м/с; υτ, υо - тангенциальная и осевая составляющие скорости; ΔP – гидравлическое сопротивление, кПа; Δρ=ρж-ρг - разность плотностей газа и жидкости, кг/м3; α - угол наклона лотка (поверхности слоя жидкости) относительно горизонтали, градусы; β –угол отклонения султана от вертикального положения, градусы; γ – угол, подкоторым производился замер профилей скорости, градусы; δ – толщинаслоя/отсепарированной пленки жидкости, мм;  - средняя толщинаслоя/отсепарированной пленки жидкости, мм; η – эффективность сепарации;  –динамическая вязкость, Па·с;  - плотность, кг/м3; σ – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; υ – угол закрутки потока, градусы; ψвх – угол между осьютангенциального патрубка и радиусом, градусы.Критерии подобия: Fr - число Фруда; J - параметр соударения; М - параметр уноса; N - параметр вязкости; Re - число Рейнольдса; We - число Вебера.Подстрочные индексы и сокращения: втор.кап – вторичные капли; вх –поток на входе в сепаратор; г – газ; ж – жидкость; к – камера; кав – каверна; кап –падающая капля; о – осевая; пад – падение капли; пл – пленка жидкости; расч –расчетное; сл – слой жидкости; ср-расх – среднерасходная (относится к скоростигазового потока); цил – цилиндр; max – максимальная величина; τ – тангенциальная.Список цитируемой литературы:1.

Архипов В.А., Трофимов В.Д. Образование вторичных капель при ударномвзаимодействии капли с поверхностью жидкости//ПМТФ, 2005, т. 46, №1.-с. 55-62.2. Майер В.В. Кумулятивный эффект в простых опытах. М.: Наука, 1989.- 125 c.3. J.O. Hinze. Fundamentals of the hydrodynamic mechanism of splitting in dispersionprocesses// AICLE Journal, 1955, №1. - pp. 289-295.Основные положения работы изложены в следующих публикациях:1. Елисеева О.А., Систер В.Г., Орлов С.В. Измерение фракционного составадвухфазных систем при определении эффективности сепарационных процессов//Химическое и нефтегазовое машиностроение – 2008. № 12. – с. 33 – 35.182.

Систер В.Г., Елисеева О.А., Леднев А.К. Исследование закономерностейударного взаимодействия капли с поверхностью жидкости// Химическое и нефтегазовое машиностроение – 2009. № 5. – с. 11 – 12.3. Систер В.Г., Елисеева О.А., Леднев А.К. Образование вторичных капель присоударении капли с поверхностью жидкости// Химическое и нефтегазовое машиностроение – 2009. № 8. – с. 16 – 18.4. Систер В.Г., Елисеева О.А. Вторичный капельный унос в процессе центробежной сепарации газожидкостной смеси// Мат.

Третьего Московск. НаучногоФорума VII науч.-практ. конф. «Моск. Наука-Проблемы и перспективы», Москва, 2006 – с. 266 – 272.5. Елисеева О.А., Систер В.Г. Ударное взаимодействие капли с поверхностьюжидкости// Сборник трудов Седьмой Межд.

науч.-практ. конф. «Исследование,разработка и применение высоких технологий в промышленности», СанктПетербург, 2009 – с. 200 – 202.6. Елисеева О.А., Систер В.Г., Леднев А.К. Исследование формы начальноговозмущения при соударении капель с водной поверхностью// Тезисы докладовVII Всеросс. конф. молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперименти новые технологии», Новосибирск, 2009. – с. 77 – 79.7. Елисеева О.А., Систер В.Г., Леднев А.К. Закономерности соударения капель споверхностью жидкости// Сборник трудов VI Междунар. науч.-практ.

конф.«Экологические проблемы индустриальных мегаполисов», МГУИЭ, 2009 г. – c.111–113.8. Елисеева О.А., Систер В.Г., Леднев А.К. Исследование закономерностей образования вторичных капель при ударном взаимодействии капли с пленкой жидкости// Тезисы докл. научн. конф.

студ. и молод. уч. МГУИЭ, 2009. – с. 88.9. Патент (19) RU (11) 2372146 (13) C1 Центробежный сепаратор для разделениядвухфазного потока/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева О.А.; заявитель ипатентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.11.2008 г.; опубл. 10.11.2009 г.;Бюлл. № 31.10. Патент (19) RU (11) 2379119 (13) C1 Центробежный сепаратор/ Систер В.Г.,Мартынов Ю.В., Елисеева О.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПОМГУИЭ; заявл. 10.11.2008 г.; опубл. 20.01.2010 г.; Бюлл.

№ 2.11. Патент (19) RU (11) 2379121 (13) C1 Вихревой центробежный сепаратор/Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева О.А.; заявитель и патентообладательГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.12.2008 г.; опубл. 20.01.2010г.; Бюлл. № 2.12. Патент (19) RU (11) 2379120 (13) C1 Центробежный возвратно-прямоточныйсепаратор/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева О.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.12.2008 г.; опубл. 20.01.2010 г.; Бюлл.№2.Подписано в печать 13.09.2011 .

Формат 60х84 1/16.Объем 1,0 п.л. Тираж 120 экз. Заказ № 25/2011Отпечатано в ризографе МГУИЭ, 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/419.

Характеристики

Список файлов диссертации