ГАЗОЦЕНТРОБЕЖНАЯ СЕПАРАЦИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ

УДК 621.928.18

Волк Анатолий Матвеевич − кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры высшей математики. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: volk@belstu.by

Вилькоцкий Андрей Иванович − кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры процессов и аппаратов химических производств. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: andrzej. wilkocki@belstu.by

Янович Сергей Владимирович − старший преподаватель кафедры высшей математики. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: yanovichs@belstu.by

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-6141-2025-290-1.

 

Ключевые слова: сепарация, технологические процессы, математическое моделирование, закрученный газожидкостный поток, действующие силы, дисперсный состав, степень сепарации.

Для цитирования: Волк А. М., Вилькоцкий А. И., Янович С. В. Газоцентробежная сепарация жидкой фызы // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2025. № 1 (290). С. 5–10.

DOI: 10.52065/2520-6141-2025-290-1.

Аннотация

Сепарация жидких и твердых частиц из газового потока является составной частью многих технологических процессов в химической, пищевой, нефтехимической, микробиологической, энергетической и других отраслях промышленности. Процессы сепарации газожидкостных потоков имеют важное значение при массообмене, выпарке, ректификации, мокрой очистке газа, промысловой подготовке добываемого природного газа. В этих процессах определяющим фактором является движение частиц в сплошной газовой среде. В массообменных аппаратах межтарельчатый унос снижает эффективность массопередачи, а унос между аппаратами нарушает работу технологических установок в целом. Сепарационные устройства применяются на всех этапах получения и переработки углеводородов. Процесс сепарации зависит от множества факторов: конструкции сепарирующих устройств и режимов их работы; содержания твердой или жидкой фазы в основном потоке и их дисперсного состава; физических свойств разделяющихся фаз и т. д. Математическое моделирование движения фаз в закрученном потоке с учетом основных факторов позволяет более точно оценить эффек-тивность процесса разделения. Отлично выполненная сепарация позволяет уменьшить эксплуатационные затраты и повышает качество товарной продукции. В данной работе рассмотрены силы, действующие на сферическую частицу в закрученном газовом потоке. Составлена математическая модель процесса сепарации в газожидкостных потоках, позволяющая определить минимальный размер улавливаемых капель с учетом изменения конструктивных, технологических и реологических параметров. Экспериментальным методом определен дисперсный состав сепарирующих частиц и описано распределение их объемов. Выполнена оценка степени сепарации. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании сепараторов.

Скачать

Список литературы

  1. Трифонов В. П. Сепарация газа и сокращение потерь нефти. Казань: «Фен», 2002. 408 с.
  2. Синайский Э. Г., Лапига Е. Я., Зайцев Ю. В. Сепарация многофазных многокомпонентных систем. М.: Недра, 2002. 620 с.
  3. Шкоропад Д. Е, Новиков О. П. Центрифуги и сепараторы для химических производств. М.: Химия, 1987. 256 с.
  4. Левданский Э. И., Левданский А. Э. Высокоэффективные проточные процессы и аппараты. Минск: БГТУ, 2001. 234 с.
  5. Ушаков С. Г., Зверев Н. И. Инерционная сепарация пыли. М.: Энергия, 1974. 168 с.
  6. Гольдштик М. А., Сорокин В. Н. О движении частицы в вихревой камере // Журнал прикл. механики и техн. физики. 1968. № 6. С. 149–152.
  7. Медников Е. М. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М.: Наука, 1981. 176 с.
  8. Горбис З. Р., Спокойный Ф. Е. Качественный анализ уравнений осредненного движения твердых частиц в турбулентном потоке // Теоретические основы химической технологии. 1978. Т. 12. № 5. С. 729–734. 9. Сoy С. Гидродинамика многофазных систем. М.: Мир, 1971. 536 с.
  9. Волк А. М. Тонкодисперная сепарация жидкости // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2020. № 2 (236). С. 31–36.
  10. Русанов А. А., Янковский С. С. Импакторы для определения дисперсности промышленных пылей. М.: ЦНИИТЭхимнефтехим, 1970. 50 с.
  11. Волк А. М. Анализ свойств статистических оценок параметров обобщенного гамма-распределения // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2023. № 2 (272). С. 9–17. DOI: 10.52065/2520-6141-2023-272-2-2.

Поступила после доработки 05.02.2025