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 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [ 111 ] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

сечениями 1-1 и 2-2, величина которого при установившемся движении газожидкостной смеси будет обусловлена:

1. Гидростатическим давлением столба смеси высотой Н-Р,

2. Давлением, затрачиваемым на преодоление трения смеси -

3. Давлением, затрачиваемым на ускоренное движение жидкости и газа (инерционные потери) - Р.

Слагаемое Р по сравнению с Р. и Р мало и им можно пренебречь.

Запишем баланс энергии в виде:

Л-Л=а-+Лр- (6.192)

С учетом схемы, представленной на рис. 6.17, выражение (6.192) можно переписать в виде:

Л-2 = Рс„ + Пр- (6.193)

Выразим давления Р,, Р и через соответствующие высоты столба жидкости плотностью р , т.е.

Ргр =Рж5Л,р

Тогда с учетом (6.194) выражение (6.193) перепишем так:

1 - 2 Рем ,

(6.194)

Я р. Я Обозначим:

Я

(6.195)

(6.196)

Л.р=. (6.197)

Тогда

= (6.198)

Уравнение (6.198) является уравнением движения газожидкостной смеси и является безразмерным. Левая часть представляет суммарный градиент потерь в подъемнике, а правая - сумму градиен-

и трения (Лтр).

тов потерь от гидростатики

Если давление в сечении 2-2 равно атмосферному, тоИ,= 0. Тогда выражение (6.196) примет вид:

=. (6.199)

Величина называется относительным погружением и показывает, какая часть от общей длины Н трубы А находится под уровнем жидкости.

Анализируя зависимость (6.198), можно предположить существование следующих режимов работы газожидкостных подъемников: 1. Жидкость и газ движутся с одинаковыми скоростями (г)„ = О),

а градиент потерь на трение Л Vp = О. Такие подъемники будем называть идеальными

(6.200)

2. Относительная скоростью,, > О, а Лр = О или г),, = О, а Лр > 0. Такие подъемники будем называть полуидеальными.

п.ил

(6.201)

3. Относительная скорость г)„ > О и Лр >0. Выполняется условие (6.198). Такие подъемники будем называть реальными.

Так как в процессе движения смеси в вертикальном подъемнике давление и температура в нем изменяются, то в соответствии с этим будут изменяться параметры газожидкостной смеси даже при установившемся движении ее.

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что суммарный градиент потерь зависит от целого ряда параметров

-q{P,T); У{Р,Т);Г;р{Р,Т);р,.{Р,Ту;

и„; г(ЛГ); цЛЛГ); ц, (ЛГ); о и в настоящее время аналитическим путем рассчитан быть не может.

4 = /

(6.202)

Решения поставленной задачи можно достигнуть путем разбиения реального (длинного) подъемника на элементарные (небольшой длины), поставленные друг на друга таким образом, что давление (и температура) на выкиде (устье) PiT нижестоящего элементарного подъемника равно давлению (температуре) у башмака P{T) вышестоящего элементарного подъемника.

Рассмотрение движения газожидкостной смеси в эксплуатационном подъемнике существенно упрощается, т.к. основные параметры смеси принимаются неизменными в пределах одного элементарного подъемника, но скачкообразно изменяющимися при переходе в другой и остающимися в пределах его другими, но также постоянными.

О принципе разбиения реального длинного подъемника на элементарные будет сказано ниже.

6.12. РАБОТА ИДЕАЛЬНОГО ПОДЪЕМНИКА

Рассмотрим работу идеального подъемника, для которого

с Wat Рж

dP=p::gdH. (6.203)

При этом плотность смеси р. определяется по уравнению (6.35):

ил g Рж + Р, g Рж + КР,о

q + V q + V

где р, - плотность газа при нормальных условиях, кг/м.

Учитывая изменение температуры в подъемнике по уравнению (6.150), в соответствии с законом Клапейрона запишем:

V,PJ. v,P,k = - + f, (6.204)

где Z - средний коэффициент сжимаемости газа в подъемнике. Уравнение (6.203) с учетом (6.204) можно записать так:

a+ + Y РТ, Т„