ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТВОДА ОТСЕПАРИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ С ЛОПАСТЕЙ ЗАВИХРИТЕЛЯ ВИХРЕВОГО УСТРОЙСТВА
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ
2.
НХТИ Казанский национальный исследовательский технологический университет
с 01.01.2017 по настоящее время
Россия
с 01.01.2017 по настоящее время
Россия
3.
НХТИ (филиала) КНИТУ; NCHTI KNRTU
Тип:
Статья
Страницы:
с 101
по 106
Статус:
Опубликован
Получено:
03.12.2025
Одобрено:
08.04.2026
Опубликовано:
05.05.2026
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
СЕПАРАЦИЯ КАПЕЛЬ, ЛОПАСТЬ ЗАВИХРИТЕЛЯ, УНОС ЖИДКОСТИ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Финансирование:
Работа выполнена за счет гранта, предоставленного Академией наук Республики Татарстан образовательным организациям высшего образования, научным и иным организациям на поддержку планов развития кадрового потенциала в части стимулирования их научных и научно-педагогических работников к защите докторских диссертаций и выполнению научно-исследовательских работ (соглашение № 10/2025-ПД-КНИТУ от 22.12.2025).
Аннотация:
Повышение эффективности разделения многофазных потоков в вихревых сепараторах напрямую связано с решением проблемы вторичного уноса жидкости, который возникает при срыве коалесцированной пленки с лопастей завихрителя. Существующие методы отвода этой пленки часто усугубляют ситуацию, увеличивая гидравлическое сопротивление или способствуя разбрызгиванию. Таким образом, разработка конструкции, обеспечивающей эффективный дренаж при минимальном воздействии на основной поток, является актуальной. Целью данной работы было экспериментальное обоснование работоспособности нового устройства для отвода сепарированной жидкости непосредственно с лопастей аксиального завихрителя за пределы корпуса сепаратора, направленного на снижение вторичного уноса. Методика исследования включала испытания лабораторной модели на системе воздух-вода и растворы глицерина с варьированием скорости газа (15-23 м/с), нагрузки по жидкости (до 300 кг/ч) и кинематической вязкости (1-50 сСт). Конструкция содержит завихритель с шестью лопастями, оснащенными специальными отводящими трубками со щелевым забором. Проведено сравнение с базовым устройством и аналогом по патенту по ключевым параметрам: унос жидкости, гидравлическое сопротивление и комплексный показатель эффективности. В результате подтверждена работоспособность предложенного устройства. Установлено, что доля жидкости, отводимой с лопастей, может достигать 20% от общей нагрузки, слабо зависит от скорости газа, но существенно снижается с ростом вязкости из-за увеличения сопротивления в каналах. Получена эмпирическая зависимость для расчета этого количества. Сравнительный анализ с аналогичными устройствами продемонстрировал, что, несмотря на рост гидравлического сопротивления на 40-45%, новое устройство обеспечивает снижение уноса жидкости на 45-50% и обладает наилучшим комплексным показателем эффективности. Основное преимущество конструкции заключается в устранении вторичного уноса за счет вывода части жидкости из основного потока, что способствует сохранению крутки и улучшает условия окончательной сепарации в устройстве.
Повышение эффективности разделения многофазных потоков в вихревых сепараторах напрямую связано с решением проблемы вторичного уноса жидкости, который возникает при срыве коалесцированной пленки с лопастей завихрителя. Существующие методы отвода этой пленки часто усугубляют ситуацию, увеличивая гидравлическое сопротивление или способствуя разбрызгиванию. Таким образом, разработка конструкции, обеспечивающей эффективный дренаж при минимальном воздействии на основной поток, является актуальной. Целью данной работы было экспериментальное обоснование работоспособности нового устройства для отвода сепарированной жидкости непосредственно с лопастей аксиального завихрителя за пределы корпуса сепаратора, направленного на снижение вторичного уноса. Методика исследования включала испытания лабораторной модели на системе воздух-вода и растворы глицерина с варьированием скорости газа (15-23 м/с), нагрузки по жидкости (до 300 кг/ч) и кинематической вязкости (1-50 сСт). Конструкция содержит завихритель с шестью лопастями, оснащенными специальными отводящими трубками со щелевым забором. Проведено сравнение с базовым устройством и аналогом по патенту по ключевым параметрам: унос жидкости, гидравлическое сопротивление и комплексный показатель эффективности. В результате подтверждена работоспособность предложенного устройства. Установлено, что доля жидкости, отводимой с лопастей, может достигать 20% от общей нагрузки, слабо зависит от скорости газа, но существенно снижается с ростом вязкости из-за увеличения сопротивления в каналах. Получена эмпирическая зависимость для расчета этого количества. Сравнительный анализ с аналогичными устройствами продемонстрировал, что, несмотря на рост гидравлического сопротивления на 40-45%, новое устройство обеспечивает снижение уноса жидкости на 45-50% и обладает наилучшим комплексным показателем эффективности. Основное преимущество конструкции заключается в устранении вторичного уноса за счет вывода части жидкости из основного потока, что способствует сохранению крутки и улучшает условия окончательной сепарации в устройстве.
Ключевые слова:
СЕПАРАЦИЯ КАПЕЛЬ, ЛОПАСТЬ ЗАВИХРИТЕЛЯ, УНОС ЖИДКОСТИ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
СЕПАРАЦИЯ КАПЕЛЬ, ЛОПАСТЬ ЗАВИХРИТЕЛЯ, УНОС ЖИДКОСТИ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
