Влияние конструктивных и режимных параметров на показатели разделения несмешивающихся жидкостей в гидроциклонах

• Автор: Баранов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 c. : ил

1.1. Основные методы разделения эмульсий

1.2. Конструкции гидроциклонных аппаратов для разделения несмешивающихся жидкостей . II

1.3. Гидродинамика гидроциклонных аппаратов

1.3.1. Поле скоростей в гидроциклонах

1.3.2. Влияние степени турбулентности потока на эффективность работы гидроциклона

1.4. Общая производительность и распределение потоков в гидроциклонах .

1.5. Оценка эффективности работы гидроциклонов при разделении несмешивающихся

жидкое тей
1.6. Варианты схем соединения гидроциклонов при разделении несмешивающихся жидкостей .

1.7. Выводы по состоянию вопроса и постановка задачи исследования .

ГЛАВА 2. ГИДРОДИНАМИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ПРОТИВОТОЧНОГО

ГИДРОЦИКЛОНА
2.1. Основы электродиффузионного метода диагностики турбулентных потоков .
2.2. Экспериментальная установка. Методика проведения эксперимента .
2.3. Распределение тангенциальной составляющей скорости потока в объеме аппарата
2.4. Степень турбулентности потока в объеме цилиндрического противоточного гидроциклона .
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ ЭМУЛЬСИЙ В ГЦДРОЦИКЛОНАХ .
3.1. Поведение капель жидкости в турбулентном потоке
3.2. Поведение эмульсий в центробежном поле
в гидроциклоне
Стр.
3.3. Определение критической скорости разделения несмешивающихся жидкостей в гидроциклонах .
3.4. Особенности разделения несмешивающихся жидкостей эмульсий в гидроциклонах
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ
НА ПОКАЗАТЕЛИ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ В ШДРОЦИКЛОНАХ
4.1. Описание экспериментальной установки.
Методика проведения экспериментов.
Определение ошибки измерения .
4.2. Определение основных показателей разделения несыешивающихся жидкостей эмульсий в гидроциклонных аппаратах различных конструкций
4.2.1. Разделение несыешивающихся жидкостей эмульсий с легкой дисперсной фазой в гидроциклонных аппаратах
4.2.2. Разделение несмешивающихся жидкостей эмульсий с тяжелой дисперсной фазой в гидроциклонных аппаратах .
4.2.3. Влияние крупности дисперсной фазы разделяемой эмульсии на эффективность сепарации несыешивающихся жидкостей в гидроциклонах
4.3. Расходные характеристики гидроциклонных аппаратов при разделении несыешивающихся жидкостей .
4.3.1. Общая производительность и распределение потоков в цилиндрическом противоточном гидроциклоне
4.3.2. Общая производительность и распределение потоков в цилиндроконическоы гидроциклоне .
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Метод расчета технологических параметров работы гидроциклонов при разделении несыешивающихся жидкостей .
5.2. Разработка новых конструкций гидроциклонных аппаратов для разделения несмешивающихся жидкостей
Стр.
5.3. Внедрение гидроциклонов в технологические процессы
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Для очистки нефтесодернащих сточных вод, включающих наряду с относительно тяжелыми загрязнениями эмульгированные нефтепродукты, имеющие тонкую дисперсность размер частиц менее I мкм, которые практически не подвергаются действию центробежных сил, Дзержинским филиалом ЛенНИИхиммаша предложен гидроциклон с коалесцирующей загрузкой, представляющей собой фторопластовые зерна рис. Мелкие капли прилипают к хорошо смачиваемой нефтепродуктами поверхности загрузки, укрупняются, всплывают и выводятся из аппарата. Рис. В связи с этим для очистки систем жидкость жидкость предложен аппарат гидроциклонного типа рис. В конструкции гидроциклона, представленного на рис. Этот эффект достигается за счет установки в нем спирального устройства для увеличения времени воздействия центробежного поля на обрабатываемую двухкомпонентную смесь. В трехпродуктовом гидроциклоне рис. С этой целью сливной патрубок осветленной воды установлен на подшипниках и снабжен наружными лопастями и внутренними ребрами, что позволяет выделять легкую фазу, концентрирующуюся по оси быстровращающегося патрубка. Аналогичные конструкции, основанные на совместном воздействии разнородных физических полей, разработаны некоторыми иностранными фирмами ,. К сожалению, полное отсутствие методик по расчету гидроциклонов таких типов, возможность применения их только для конкретных систем, обладающих определенными физикохимическими свойствами, не позволяет широко внедрить такие аппараты в промышленность без проведения всесторонних опытных испытаний для каждого конкретного случая. Гидродинамика гидроциклонных аппаратов. Гидроциклоны, несмотря на конструктивную простоту, отличаются сложной гидродинамикой, обусловленной тем, что, наряду с основными вращающимися потоками, в них возникает совокупность радиальных и циркуляционных токов, оказывающих значительное влияние на эффективность сепарации ,. Ввиду этого точный расчет характеристик движения жидкости в гидроциклоне представляет собой большую трудность. Проведенный анализ технической литературы по данному вопросу позволяет заметить, что полученные при аналитическом решении результаты в основном мало пригодны для инженерных расчетов в связи с громоздкостью окончательных формул, принятием целого ряда допущений и чрезмерной схематизацией процесса. В то же время используемые при проведении экспериментальных работ датчики для измерения скорости, такие, как трубка Пито , гидрометрические вертушки ,, шаровые многоканальные зонды , и другие обладают сравнительно невысокой степенью точности и за счет больших размеров вносят в исследуемый поток значительные возмущения. Как следствие этого несовпадение, а иногда и противоречие полученных разными авторами экспериментальных результатов. Наиболее точными из существующих методов диагностики турбулентных вращающихся потоков являются электродиффузионный электрохимический , и оптический доплеровский , методы измерения скоростей. Скорость движения потока жидкости в гидроциклоне принято рассматривать как состоящую из тангенциальной , вертикальной осевой Уг и радиальной г компонент ,,,, ,. Поскольку основное влияние на процесс сепарации оказывает тангенциальная скорость, составляющая от значения суммарной скорости потока, большая часть работ посвящена именно ее изучению. Теоретическая формула для определения тангенциальной скорости впервые была получена в году Дриссеном . В качестве исходного он использовал уравнение НавьеСтокса в цилиндрической системе координат для плоского вихревого потока. Так как при учете реальных граничных условий решение этого уравнения в общем виде средствами современной математики получить невозможно , были приняты допущения, которые упростили гидродинамическую обстановку, но в то же время значительно снизили ценность и точность полученных резрьтатов. I до 1. Последующие экспериментальные работы в общем подтвердили это предположение рис. Так, например, у Г. Кирхберга он составляет 0,5 у Келсалла 0, 0, у А. И.Поварова 0,3 0,9 у А. Рис. Профили тангенциальной а, осевой б и радиальной в скоростей в цилиндроконическом гидроциклоне .