Розробка і дослідження відцентрових елементів для сепараційного обладнання в системах підготовки газу - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана у відділі процесів і апаратів Українського науково-дослідного інституту природних газів (УКРНДІГАЗ) філії Дочірньої компанії "Укргазвидобування" Національної акціонерної компанії "Нафтогаз України", м. Науковий керівник: кандидат технічних наук, ДЯЧУК ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, Український науково-дослідний інститут природних газів філія Дочірньої компанії "Укргазвидобування" Національної акціонерної компанії "Нафтогаз України", директор. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, БАТЛУК ВІКТОРІЯ АРСЕНІЇВНА, Національний університет "Львівська політехніка" Міністерства освіти і науки України, кафедра "Охорона праці", професор; Захист відбудеться "20 "травня 2009 року о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.03 Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури за адресою: 61002, м.Від ефективної роботи сепараторів залежить якість підготовки газу до транспорту, його відповідність нормам технічних умов, кількість вилучення рідкої вуглеводневої продукції, а також строк експлуатації послідуючого за сепараторами технологічного обладнання. Встановлено, що для самих компактних та ефективних сепараторів з контактно-сепараційними елементами (КСЕ) Українського науково-дослідного інституту природних газів (УКРНДІГАЗ) бажаним є розширення їх робочого діапазону навантажень за газовою та рідкою фазами. До недоліків відомих на даний час методів розрахунку мінімального радіуса крапель, що відділяються з газу в ПВСЕ, варто віднести те, що вони не враховують згасання інтенсивності закрутки потоку по мірі віддалення від завихрювача та зміну осьової швидкості та густини газу у радіальному напрямку під впливом відцентрових масових сил. Враховуючи вищезазначене, задачі по розробці і впровадженню у виробництво ПВСЕ нової конструкції, які дозволять ефективно працювати з більшим діапазоном навантаження за газовою та рідкою фазами, а також удосконаленню їх інженерних розрахунків є актуальними для газової промисловості України. Особисто автором розроблено математичну модель сепарації крапель рідини в прямотечійних відцентрових сепараційних елементах, яка враховує зміни осьової та обертальної швидкостей, густини і статичного тиску газу у радіальному та поздовжньому напрямках каналу, в якому рухається вісесиметричний закручений потік; виконано ескізне креслення та авторський нагляд за виготовленням ПВСЕ нових конструкцій; розроблено методику і проведено експериментальні дослідження з визначення аеродинамічних характеристик та ступеня очистки газу від рідини в ПВСЕ як нової, так і попередньої конструкції; отримано критеріальне рівняння коефіцієнта місцевого опору ПВСЕ; проведено промислові дослідження з визначення аеродинамічних характеристик та ступеня очистки газу від рідини у ПВСЕ нової конструкції.У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовані мета і задачі дослідження, викладено наукову новизну і практичну значимість одержаних результатів. Виконано огляд робіт присвячених визначенню структури та характеристичних критеріїв подоби закручених плинів. Проаналізовано роботи з визначення аеродинамічного опору аксіально-лопаткових (АЛ) і тангенціальних (ТЦ) завихрювачів, а також опору закрученому потоку в трубі з використанням критерію подоби закручених плинів. За результатами аналізу сучасного рівня сепараційного обладнання зроблено висновок, що сепаратори з відцентровими сепараційними елементами мають найбільшу питому продуктивність по газу, є самими компактними і ефективними в роботі. Однак за результатами огляду та аналізу сучасних методів розрахунку ПВСЕ зроблено висновок, що відомі до цього часу методи розрахунку ступеня очистки газу не враховують характерної зміни осьової та обертальної швидкостей, густини і статичного тиску газу у радіальному та поздовжньому напрямках каналу, в якому рухається закручений вісесиметричний потік.(w = f(Ф,r,х) і u = f (Ф,r, x)), які описують поле осередненої швидкості вісесиметричного закрученого турбулентного потоку, обєднати рівняння (1 - 4), які запропоновані Щукіним В.К. і Халатовим А.А.: w = w* • [2 • (r / r j*) / (1 (r / r j*)2)]j, м/с, (1) де: w* - максимальне значення обертальної швидкості, м/с; j - показник степені, який залежить від початкового інтегрального параметра закрутки Ф; r - радіус-координата каналу, в якому рухається закручений потік, м; r j* - радіус, на якому обертальна швидкість максимальна, м; Ф - інтегральний параметр закрутки потоку; Рівняння (1) описує осереднений в часі профіль обертальної швидкості на виході із завихрювача, рівняння (2) описує осереднений в часі профіль осьової швидкості на виході із завихрювача, рівняння (3 - 4) - згасання інтенсивності закрутки по мірі віддалення від завихрювача.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ