Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

водоотделителей надобность в наружных водоотводчиках отпадает. Полностью отказаться от водоотводчиков нельзя, так как они могут быть легко установлены всюду, где установка водоотделителя

затруднительна.

Водоотделители имеют принципиальное отличие от водоотводчиков, заключающееся в том, что водоотделитель врезается в воздухопровод, а водоотводчик присоединяется к неразрезному воздухопроводу. Это усложняет установку водоотделителя, но зато дает возможность лучше отделить влагу от воздуха и, кроме того, способствует выравниванию пульсации.

Простейший и вместе с тем достаточно хорошо выполняющий свое назначение магистральный водоотделитель показан на фиг. 136. Водоотделитель имеет большое сходство по конструкции и назначению с воздухосборником, отличаясь от него размерами. Каких-либо обоснованных расчетных формул для определения размера водоотделителя нет. Желательно создать условия для сепарации воды и масла от воздуха, что достигается резким изме-

Фиг. 136. Магцстра.чьный Делите.чь.

водоот-

а) S) В) г)

Фиг. 137. Схемы масло-водоотделителей:

а-со спиральным входом: б-с резким поворотом потока; в-с поперечной перегородкой; г-пластинчатый с волнистыми элементами.

нением (уменьшением в 20-60 раз) скорости, изменением направления, использованием сил инерции и способностью капель масла и воды прилипать к поверхностям водоотделителя.

Существует множество конструкций водоотделителей. На фиг. 137 показаны основные схемы масло-водоотделителей. 256

Заслуживает внимания конструкция водоотделителя (фиг. 137, в), в которой хорошо использованы основные принципы сепарации. При выходе из трубы воздух соприкасается с продольной перегородкой, по которой стекают капли воды и масла; затем воздух петлеобразно поворачивает кверху, огибает перегородку и вновь изменяет направление при поступлении в выходную трубу.

Хорошее отделение влаги и масла дают пластинчатые маслоотделители (фиг. 137, г), в которых движение воздуха между волнистыми или зигзагообразными листами и сетками способствует налипанию на них капель влаги и масла.

В качестве концевых водоотделителей перед потребителями воздуха хорошо зарекомендовала себя простая конструкция (фиг. 138) из куска трубы диаметром 300 мм с приваренными сферическими или плоскими днищами.

В особо ответственных случаях, когда требуется полная сепарация влаги, концевые водоочистители снабжаются перегородками, заполненными поглотителями влаги (едкий натрий, силикогель, алюмо-гель, активированный уголь и т. д.). Такие фильтры требуют особого ухода из-за необходимости частой (по графику) замены поглотителя.

Фиг. 138. Коицевой водоотделитель.

\\30o-A

Фиг. 139. Концевые водоотделители с заполнителями:

а - двухступенчатый водоотделитель; б-масло-водоотделитель для пескоструйных аппаратов; I -. вход воздуха; 2 - камера; 3 - отбойная плита; 4 - сепарирующая решетка; В ~ набивка; 6 ~ выход воздуха; 7 - выход воздуха; 8 - активированный уголь; 9 - сепарирующая решетка; 10 - вход воздуха; - дренаж.

Имеются конструкции водоотделителей центробежного действия, водоотделители с кварцевым заполнением, инерционные водо-маслоотделители, водоотделители, совмещенные с фильтрами (фиг. 139), и т. д. В большинстве случаев усложнение конструкции не является оправданным, так как рационально

выполненные и достаточно емкие водоотделители простейших типов хорошо выполняют свое назначение.

Удаление воды и масла должно производиться не реже одного раза в смену или в зависимости от степени увлажнения обслуживаемого участка и емкости водоотделителя.

Отвод воды и масла из водоотделителей и водоотводчиков обычно производится вручную. При наличии надежно действующих автоматических конденсатоотводчиков целесообразно их применение для отвода влаги, особенно из малоемких водоотводчиков.

73. Истечение. Сопла

Глава XV. ПОТЕРИ И НЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ РАСХОДЫ СЖАТОГО ВОЗДУХА

Истечение происходит под влиянием разности давлений сжатого и атлюсферного воздуха. Расход воздуха при истечении является производственно необходимым для ряда пневматических устройств (обдувочные сопла, форсунки, эжекторы и т. д.); расход воздуха истечением через неплотности пневматических устройств является непроизводительной потерей (утечки).

Работа 1 кг воздуха при истечении, т. е. работа выталкивания, адиабатного расишрения и преодоления внешнего давления, выражается уравнением

1„ст = (РЛ - Ргг)

дж/кг [кГм/кГ],

где Pl, Vi - параметры воздуха в начале расширения в н/м, \кГ/м] и мУкг; P2V2 - параметры воздуха в конце расширения в н/м° ЫГ/м] и м/кг; k г= 1,4 - показатель адиабатного изменения состояния. Работа истечения преобразуется в кинетическую энергию

следовательно, скорость истечения выразится следую-

щим уравнением:

м/сек (р в н/м)

м/сек (р в кГ/м)

Теплота, соответствующая работе истечения ~

изображается в системе координат / - s отрезком h = ii - tg, 17* 259

т. е. адиабатным теплопадением от энтальпии г\ в начале расширения до энтальпии в конце расширения, вследствие чего скорость истечения может быть также выражена формулой

Со = I 2 (tl - ig) м1сек

0-1 2 = 91.51 - мкек

Вследствие большой скорости при истечении не происходит заметного теплообмена с внешней средой, поэтому процесс истечения принимают адиабатным. Однако при истечении имеют место потери, зависящие от совершенства формы и чистоты обработки сопла, в результате чего действительная скорость истечения равна

с = ф • 1,4 (/ - Ml сек {i в дж1кг)

с = ф-91,51 -12 м/сек{1 в ккал/кг)],

где ф - коэффициент скорости, связанный с коэффициентом потерь следующим соотношением:

е = 1 - Ф

Вследствие преобразования в теплоту потерь при истечении энтальпия i и температура воздуха в конце расширения окажутся выше, чем i иТ в конце адиабатного расширения, т. е. действительный процесс пойдет по политропе с увеличением энтропии. Показатель политропы найдется из выражения

Действительное теплопадение меньше адиабатного и равно

Расход воздуха при истечении определяется из формулы непрерывности :

У = mt2 = /с мЧсек,

где V - объемный расход в м/сек; т - массовый расход в кг/сек: 2 - удельный объем в месте истечения в мЧкг; с - скорость истечения в м/сек; f - площадь поперечного сечения сопла в м.

Массовый расход, поскольку у-)

равен

отсюда

Для определенных значений и Vi величина расхода зависит от отношения -.

Для определения максимума расхода приравняем нулю первую производную от выражения в квадратных скобках: j

2 k+l

отсюда

= 0:

Критическое значение Рр, соответствующее максимуму расхода, зависит только от k и для = 1,4 равно

о 05 Ркр--hi

Фиг. 140. Зависимость расхода при истечении Gmax отношения давле-

На основании изложенного можно построить график зависи-

мости расхода т от отношений давлений (фиг. 140), из которого

видно, что расход т возрастает при изменении отношенияот 1 до 0,53, т. е. от начального давления до противодавления, равного 0,53ft и называемого критическим давлением. Дальнейшее уменьшение противодавления, т. е. дальнейшее уменьшение в соответствии с формулой расхода, должно привести к уменьшению расхода, а при Ра = О (абсолютная пустота) расход т должен стать равным нулю из-за бесконечного увеличения объема.

В действительности опыт показывает, что расход изменяется по линии аЪс, т. е. уменьшение противодавления ниже 0,53pi не приводит к увеличению скорости и расхода. Расширение в направляющем аппарате (сужающееся сопло) происходит только от начального давления до 0,53, несмотря на то что за соплом давление может быть значительно ниже 0,53pi, следовательно, в кинетическую энергию преобразуется только часть потенциальной энергии. Это объясняется тем, что при истечении из так называемого суживающегося или простого сопла максимальная (критическая) скорость может достичь лишь скорости звука

- а = YkRT [с,р = а VgkRT