Исследование процесса волнового диспергирования газа в жидкости
Изучение и характеристика особенностей зависимости расхода воды через диспергатор от давления воды. Исследование плотности распределения газовых пузырьков по размерам. Ознакомление с конструктивными схемами волновых диспергаторов газа в жидкости.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.08.2017 |
| Размер файла | 457,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследование процесса волнового диспергирования газа в жидкости
Москва 2012
Рисунок 1 Зависимость расхода воды через диспергатор от давления воды: 1 внутренняя подача газа, dк=7 мм, dотв=2,8 мм (диспергатор старого поколения); 2 внешняя подача газа, dк=5 мм, dотв=2,0 мм (диспергатор нового поколения)
Рисунок 2 Зависимость среднего диаметра воздушных пузырьков от давления воды на выходе из насоса при расходе воздуха Qг = 0,5 дм3/мин: 1 внутренняя подача газа, dк=7 мм, dотв=2,8 мм (диспергатор старого поколения);2 внешняя подача газа, dк=5 мм, dотв=2,0 мм (диспергатор нового поколения)
Рисунок 3 Зависимость среднего диаметра воздушных пузырьков от давления воды на выходе из насоса при расходе воздуха Qг = 5 дм3/мин: 1 внутренняя подача газа, dк=7 мм, dотв=2,8 мм (диспергатор старого поколения); 2 внешняя подача газа, dк=5 мм, dотв=2,0 мм (диспергатор нового поколения)
Рисунок 4 Плотность распределения газовых пузырьков по размерам при Qг = 0,5 дм3/мин в диспергаторе нового поколения.
Числа у кривых значения давления воды на выходе из насоса pв, МПа
Рисунок 5 Плотность распределения газовых пузырьков по размерам при Qг = 5 дм3/мин в диспергаторе нового поколения.
Числа у кривых значения давления воды на выходе из насоса pв, МПа
Конструкции генераторов
Рисунок 6 Конструктивные схемы волновых диспергаторов газа в жидкости: а) с внутренней подачей газа (диспергатор старого поколения), б) с внешней подачей газа (диспергатор нового поколения)
Исследовались волновые диспергаторы двух типов: c подачей газа через торцевую стенку канала непосредственно в зону генерации колебаний (рисунок 6, а) и с внешней подачей газа вне зоны возникновения колебаний (рисунок 6, б). В первом случае происходило демпфирование колебаний, что приводило к уменьшению их амплитуды при повышении расхода газа. Во втором случае интенсивность колебаний давления, создаваемых гидродинамическим генератором, не снижается с увеличением расхода газа, что усиливает волновое воздействие и улучшает качество диспергирования.
Методика измерения размеров газовых пузырьков в жидкости. В рамках данной работы была усовершенствована разработанная ранее методика измерения размеров газовых пузырьков в жидкости. В прежней методике требовалось ручное указание левой и правой границ пузырька на компьютерной фотографии с помощью “мыши”. В новом варианте основным является полуавтоматический режим, при котором нужно только указать измеряемый пузырек щелчком левой кнопки “мыши” левее центра пузырька. После этого автоматически определяются левая и правая границы пузырька по наибольшим градиентам яркости фотоизображения в указанной области. Вместе с тем, сохранена возможность ручного указания границ в тех случаях, когда алгоритм автоматического определения размеров не позволяет этого сделать. Данная ситуация обычно возникает в тех случаях, когда друг на друга накладываются изображения нескольких пузырьков или они имеют очень большие размеры, что приводит к возникновению световых бликов на поверхностях пузырьков.
Размеры пузырьков определяются путем их сравнения с размером известного элемента конструкции, например, диаметра резьбы (“базовая линия”).
По результатам измерений рассчитывается среднее взвешенное значение диаметра пузырьков <d>
(1)
где di диаметр i-го пузырька в пикселях,
плотность распределения пузырьков по размерам
, (2)
интервал участка суммирования,
- число пузырьков с диаметром di,
n общее число измеренных пузырьков.
При одинаковом давлении воды ее расход через новый диспергатор оказался на 10% 20% меньше, чем через старый. Это вызвано тем, что в старом диспергаторе канал имел диаметр dк=7 мм, подающие отверстия dотв=2,8 мм, а новый dк=5 мм и dотв=2,0 мм соответственно. Уменьшение диаметра канала было сделано на основе расчетов течений в гидродинамических генераторах колебаний, которые показали, что с уменьшением диаметра канала от 7 до 5 мм амплитуда колебаний давления существенно возрастает.
Средний диаметр газовых пузырьков
Для расхода воздуха Qг=0,5 дм3/мин преимущества диспергатора с внешней подачей газа и уменьшенным диаметром канала проявляются при давлениях воды на выходе из насоса pв ? 0,5 МПа. При этом минимальные значения среднего диаметра воздушных пузырьков уменьшаются от ? 0,5 мм до ? 0,3 мм. В случае увеличенного в 10 раз расхода воздуха Qг=5 дм3/мин диспергатор с внешней подачей газа и уменьшенным диаметром канала имеет лучшие характеристики во всем исследованном диапазоне давлений воды. Минимальные значения среднего диаметра воздушных пузырьков в этом режиме уменьшаются от ? 0,6 мм до ? 0,4 мм.
Распределение газовых пузырьков по размерам
При Qг = 0,5 дм3/мин и давлении воды на выходе из насоса pв = 0,5 МПа воздушные пузырьки имеют размеры в диапазоне от 0,18 до 1,55 мм. С повышением давления этот диапазон сужается и при pв от 1 МПа до 1,5 МПа составляет от 0,1 до 0,9 мм. При этом максимум функции распределения смещается в сторону меньших размеров. При расходе воздуха Qг = 5 дм3/мин зависимость плотности распределения пузырьков по размерам от давления воды носит аналогичный характер. диспергатор волновой газовый
Выводы
На предыдущих этапах данной работы была разработана компьютерная программа, позволяющая рассчитывать нестационарные закрученные турбулентные течения жидкости при наличии кавитации. Проведена серия вариантных расчётов таких течений в волновых диспергаторах газа в жидкости при малых расходах газа, когда влиянием газовой компоненты на характеристики течения можно пренебречь. В ходе расчётов варьировались значения давления и расхода воды, подаваемой в диспергатор, а также диаметры канала волнового генератора. Выявлены два механизма возникновения колебаний давления в генераторе: пульсации кавитационной каверны и периодические срывы вихрей на выходе из канала. При малых расходах воды реализуется только второй механизм, что находит своё отражение в спектрах колебаний.
На основе проведенных расчетов были разработаны волновые диспергаторы газа в жидкости нового поколения. В диспергаторах первого поколения подача газа осуществлялась через торцевую стенку канала непосредственно в зону генерации колебаний. В результате происходило демпфирование колебаний, что приводило к уменьшению их амплитуды при повышении расхода газа. В новых диспергаторах производится внешняя подача газа в канал генератора, вне зоны возникновения колебаний. В этом случае интенсивность колебаний давления, создаваемых гидродинамическим генератором, не снижается с увеличением расхода газа, что усиливает волновое воздействие и улучшает качество диспергирования, особенно при больших расходах газа.
На данном этапе работы была усовершенствована методика измерения размеров пузырьков газа в жидкости на основе компьютерной обработки фотоизображений. В этой методике за границу пузырька принимается точка максимального градиента яркости фотографии. В результате время обработки фотографий сократилось в 2 3 раза и повысилась точность измерений за счет снижения влияния субъективного фактора.
Испытания диспергаторов нового поколения, показали уменьшение среднего диаметра воздушных пузырьков по сравнению со старыми диспергаторами от 0,5 мм до 0,3 мм при расходе воздуха Qг = 0,5 дм3/мин и от 0,6 мм до 0,4 мм при Qг = 5 дм3/мин. При одинаковых значениях давления на выходе из насоса расход воды через новый диспергатор оказался на 10% 20% меньше, чем через старый. В результате примерно на такую же величину снизились энергетические затраты на диспергирование.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Составление уравнений Бернулли для сечений трубопровода. Определение потерь напора на трение по длине трубопровода. Определение местных сопротивлений, режимов движения жидкости на всех участках трубопровода и расхода жидкости через трубопровод.
задача [2,1 M], добавлен 07.11.2012Теоретические основы гидравлического расчета сифонных сливов и сложных трубопроводов. Определение расхода жидкости через сифонный слив и проверка его работоспособности. Исследование возможности увеличения расхода жидкости путем изменения ее температуры.
контрольная работа [225,4 K], добавлен 24.03.2015Эксплуатация газовых скважин, методы и средства диагностики проблем, возникающих из-за скопления жидкости. Образование конуса обводнения; источник жидкости; измерение давления по стволу скважины как способ определения уровня жидкости в лифтовой колонне.
реферат [424,9 K], добавлен 17.05.2013Коэффициенты потери энергии. Расчет потока газа в заданных сечениях эжектора на критическом и двух произвольных дозвуковых режимах. Определение газодинамических параметров. Определение расхода газа и размеров сечений сопла и камер, статических давлений.
курсовая работа [251,7 K], добавлен 14.06.2011Технологический процесс ректификации. Обоснование выбора основных средств автоматического контроля. Измерение температуры, уровня, расхода и давления газа или жидкости. Расчет сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматического потенциометра.
курсовая работа [397,2 K], добавлен 20.09.2012Исследования процесса мойки автомобиля. Снижение поверхностного натяжения путем применения подогретой воды или СМС. Подача воды к моющим рамкам насосом с давлением. Расход жидкости через насадки. Конические, коноидальные и цилиндрические насадки.
контрольная работа [543,6 K], добавлен 22.08.2011Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Определение годового и расчётного часового расхода газа районом. Расчёт и подбор сетевого газораспределительного пункта, газопровода низкого давления для микрорайона и внутридомового газопровода.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 27.12.2009Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Расчет годового и расчетного часового расхода газа районом города. Подбор и обоснование сетевого оборудования, условия его эксплуатации. Оценка применения полиэтиленовых труб в газоснабжении.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 10.07.2017Единицы измерения давления, основное уравнение гидростатики, параметры сжимаемости жидкости, уравнение Бернулли. Расход жидкости при истечении через отверстие или насадку, режимы движения жидкости. Гидравлические цилиндры, насосы, распределители, баки.
тест [525,3 K], добавлен 20.11.2009Оптимальная система сепарации нефти, газа и воды. Гравитационная сепарация. Соударение и рост капель в типичном коагуляторе с фильтром. Трёхфазный горизонтальный сепаратор. Дегазация жидкости. Факельные газоотделители и вентиляционные скрубберы.
презентация [4,1 M], добавлен 28.10.2016Описание процессов, происходящих на месторождениях углеводородного сырья. Приток жидкости к скважине в пласте с прямолинейным контуром питания и вблизи прямолинейной непроницаемой границы. Приток газа к бесконечным цепочкам и кольцевым батареям скважин.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.10.2014Общая характеристика и классификация массообменных процессов, их использование в промышленности. Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости и газа. Зависимость растворимости некоторых газов в жидкостях. Тепловой эффект растворения газа, его измерение.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 22.05.2012- Применение принципа кавитации для улучшения процессов разделения фаз в групповых замерных установках
Кавитация как процесс парообразования и последующей конденсации пузырьков воздуха в потоке жидкости. Анализ гидродинамической кавитации в замерных установках, которая возникает в результате местного понижения давления в жидкости при увеличении ее скорости
курсовая работа [2,2 M], добавлен 18.04.2015 Выбор номинального давления, расчет и выбор гидроцилиндров и гидромоторов. Определение расхода жидкости, потребляемого гидродвигателями, подбор гидронасоса. Выбор рабочей жидкости, расчет диаметров труб и рукавов. Расчет потерь давления в гидросистеме.
курсовая работа [171,8 K], добавлен 17.12.2013Численное исследование силового взаимодействия газовой струи и несжимаемой жидкости через контактную поверхность. Физико-математическое моделирование кислородно-конвертерного процесса. Влияние управляющих параметров (давления и температуры в газопроводе).
дипломная работа [2,5 M], добавлен 18.02.2011Физико-химические свойства этаноламинов и их водных растворов. Технология и изучение процесса очистки углеводородного газа на опытной установке ГПЗ Учкыр. Коррозионные свойства алканоаминов. Расчет основных узлов и параметров установок очистки газа.
диссертация [5,3 M], добавлен 24.06.2015Гидравлический расчет газопровода высокого давления. Расчет истечения природного газа высокого давления через сопло Лаваля, воздуха (газа низкого давления) через щелевое сопло. Дымовой тракт и тяговое средство. Размер дымовой трубы, выбор дымососа.
курсовая работа [657,8 K], добавлен 26.10.2011Анализ газовых горелок: классификация, подача газа и воздуха к фронту горения газа, смесеобразование, стабилизация фронта воспламенения, обеспечение интенсивности горения газа. Применения систем частичной или комплексной автоматизации сжигания газа.
реферат [1,2 M], добавлен 23.12.2011Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор насоса, типоразмеров элементов гидропривода. Определение расхода рабочей жидкости проходящей через гидромотор. Характеристика перепада и потерь давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.06.2011Централизации технологических объектов подготовки газа. Конфигурации трубопроводных коммуникаций и расчет рабочего давления. Очистка от механических примесей. Общая оценка процесса осушки газа, способы выделения из него сероводорода и двуокиси углерода.
реферат [992,0 K], добавлен 07.06.2015
