Процесс прямоточного центробежного разделения двухфазных систем

• Автор: Иванникова, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Условные обозначения.

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Конструкции сепараторов для отделения твердых н жидких частиц от газа

1.2. Центробежные сепараторы

1.2.1. Исследования центробежных сепараторов.

1.2.2. Методы расчета процесса центробежного сепарирования

1.3. Выводы и постановка задач исследования.

Глава 2. Анализ работы центробежных сепараторов.

2.1. Прямоточные центробежные сепараторы

2.2. Противоточные центробежные сепараторы
2.3. Вихревые сепараторы
2.4. Аппараты с сепарацией в винтовом канале
Глава 3. Математическое моделирование процесса
центробежной сепарации.
3.1. Моделирование профилей скорости потока
на входе в сепарационную камеру.
3.2. Математическое моделирование процесса прямоточной центробежной сепарации
3.3. Расчет полей скоростей потока в центробежных сепараторах различной конфигурации.
Глава 4. Эксперимент альное исследование примоточного
центробежного разделении двухфазных систем
4.1. Описание экспериментальной установки и
методики измерения
4.1.1. Методика измерения полей скоростей потока.
4.1.2. Методика определения движения взвешенной фазы.
4.2. Результаты исследований.
Глава 5. Практическая реализация работы
5.1. Методика расчета процесса прямоточного центробежного разделения двухфазных систем
5.2. Расчет проектируемого центробежного аппарата
Основные результаты и выводы.
Литература


Область применения жалюзийных сепараторов, несмотря на отмеченные достоинства, ограничена из-за сравнительно низкой эффективности разделения (эффективны для частиц с размером больше мкм), высокой удельной металлоемкостью, а также высокой чувствительностью к колебаниям нагрузки. Как и у всех инерционных сепараторов, при повышении нагрузки по газу и взвешенной фазы эффективность жалюзийного сепаратора резко падает, а габариты и, соответственно, металлоемкость растут. Вследствие этого, инерционные сепараторы целесообразно использовать в качестве вспомогательных (вторичных) сепарационных устройств. Центробежные сепараторы являются наиболее распространенным видом оборудования для разделения двухфазных систем: газ - жидкость; газ -твердое тело; жидкость - твердое тело. Разработано и применяется большое количество различных конструктивных типов сепараторов, которые отличаются друг от друга формой, соотношением размеров элементов и т. Как правило, центробежные сепараторы состоят из цилиндрической и конической частей. По форме они подразделяются на цилиндрические, конические и цилнндроконичсские. Рассмотрим общепринятую схему работы центробежного сепаратора на примере хазопылсвого потока. Пылегазовый поток с большой скоростью по касательной поступает в верхнюю часть цилиндрического корпуса аппарата и движется по нисходящей спирали, делая несколько витков. Под действием центробежной силы, возникающей при вращательном движении потока, взвешенные частицы перемещаются радиально к стенкам аппарата. Частицы, достигшие стенки сепаратора, перемещаются вниз, откуда выводятся через пылсогводящий патрубок. Движение потока со взвешенной фазой в корпусе аппарата может быть организованно в восходящем, нисходящем, горизонтальном и наклонном направлениях. По характеру движения потока центробежные сепараторы можно разделить на две хруппы: прямоточные - при неизменном направлении потока и иротивоточные - если поток меняет свое направлеште в корпусе аппарата. В промышленности наиболее часто примсххяются прямоточные сепараторы. Так как они при равной производительности по газу обладают меньшим гидравлическим сопротивлением и меньшим диаметром по сравнению с протнвоточнымн. Отвод уловленной жидкости может осуществляться противотоком (газ движется вверх, пленка жидкости - вниз), прямотоком (газ и жидкость движутся горизонтально или сверху вниз) и обращенным прямотоком (]аз и пленка движутся снизу вверх). Минимальный размер капель, которые можно осадить в центробежном сепараторе, зависит от величины и длительности воздействия центробежной силы на каплю и обычно составляет мкм. Эффективность разделения фаз в сепараторе данного типа при оптимальных условиях достигает %. К достоинствам данных аппаратов следует отнести то, что центробежные сепараторы просты в изготовлении и в эксплуатации (в аппаратах отсутствуют движущиеся части), надежны в работе при высоких температурах по газу (вплоть до 0'С, а для работы при более высоких температурах сепараторы изготавливают из специальных материалов); успешны в эксплуатации при высоких давлениях газов. Благодаря высоким скоростям газа, достигаемым в центробежном сепараторе, последний обладает достаточной компактностью и низкой стоимостью. В то же время, к недостаткам данных аппаратов следует отнести повышенное гидравлическое сопротивление и, соответственно, повышенную энергоемкость. Благодаря высокой эффективности и малой металлоемкости цетробежные сепараторы получили широкое распространение в различных производственных процессах. В настоящее время в промышленности, в основном, используются центробежные сепараторы, в которых иоле центробежных сил создастся либо за счет тангенциального подвода разделяемой смеси в корпус сепаратора - циклонные сепараторы /,,/, либо в результате использования различного рода осевых статических завихрителей /,,,-,6,/ . ВЗГТ) /,-/. Относительно современного состояния работ, посвященных экспериментальным и теоретическим исследованиям центробежных сспарационных аппаратов, можно отметить следующее.