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

поверхностного натяжения на процесс движения газовых пузырьков в движущейся жидкости. Это необходимо для выбора критерия обработки результатов экспериментов, учитывающего влияние скорости жидкости.

На рис. 6.3 в качестве примера приведены зависимости относительной скорости газовых пузырьков в движущейся жидкости и,, от безразмерного поверхностного натяжения а/а и объемных расходов жидкой и газовой фаз (о - поверхностное натяжение раствора изопропилового спирта в воде на границе с воздухом; - поверхностное натяжение на границе «вода-воздух»).

Характер поведения представленных на рис. 6.3 зависимостей аналогичен таковому для случая неподвижной жидкости (экспериментальные точки, отмеченные цифрой 5), а совместное движение жидкой и газовой фаз приводит лишь к снижению относительной скорости тем в большей степени, чем выше скорость движения

0,9 ст/ст.

Рис. 6.3. Экспериментальные зависимости относительной скорости и„ газовых

пузырьков в трубе круглого сечения с D = 0,056 м от безразмерного поверхностного натяжения о/о, и объемных расходов жидкой и газовой фаз:

А - объемный расход воздуха 44,410 mVc; Б - объемный расход воздуха 10,41fr* м/с; 1 (О), 2 (ф ), 3 ( е), 4 (ф), 5 (ф) - соответственно при объемном расходе жидкости 44,410- мс; 29,610-; 13,3410; 210- и О м/с

жидкой фазы независимо от о/о„, т.е. скорость движения жидкой фазы не вносит качественных изменений в относительную скорость. Следовательно, влияние скорости жидкости на относительную скорость газовых пузырьков п может быть учтено введением критерия Рейнольдса по жидкости, вычисляемого следующим образом:

(6.25)

где - эквивалентный диаметр подъемника, принимаемый равным диаметру трубы круглого сечения D и вычисляемый для кольцевых и серповидных сечений по формуле:

D,=D-d\ (6.26)

D - внутренний диаметр трубы круглого сечения, м; d - наружный диаметр внутренней вставки, м;

- приведенная скорость движения жидкой фазы, м/с

(6.27)

q - объемный расход жидкости, мс.

Исходя из изложенного обобщение экспериментальных данных может быть выполнено на основании следующей зависимости:

(6.28)

По результатам экспериментальных исследований построена

зависимость с =/ (Re), представленная на рис. 6.4. Аналитическое выражение данной зависимости можно представить в виде:

= 1п

-0,303 +1,098,07 - 33,9 (In In Re -1,82)

(6.29)

Отметим, что данная зависимость построена для интервала изменения числа Re от 400 до 14000.

Заменяя в (6.29) значение vl его выражением из (6.24), получим:

N-0,25

n„=0,3873g

0,76

,ирж-Рг)ч

jln -о, 303 +1,098,07 - 33,9 (In In Re, -1,82)

(6.30)

Данное выражение может быть использовано для расчета относительной скорости газовой фазы в газожидкостном потоке при эмульсионной структуре движения. Рассмотрим более подробно зависимость, представленную на рис. 6.4. Видно, что при изменении Re до

Vfn/

2000 отношение Ус остается практически равным единице, т.е. при

прочих равных условиях в области малых расходов жидкости относительные скорости газовых пузырьков в неподвижной и движущейся жидкости практически одинаковы. При дальнейшем увеличении Re, это отношение начинает снижаться, особенно, начиная с Re, = 4000. По-видимому, это связано с переходом ламинарного режима движения в турбулентный и с влиянием турбулентных пульсаций скорости и давления, искажающих траекторию вертикального движения газовых пузырьков. При определенных значениях пульсационных составляющих скорости жидкости вертикальная составляющая скорости газовых пузырьков может существенно снижаться.

Практический интерес представляет оценка степени влияния на относительную скорость и,, поверхностного натяжения о, стеснен-

100 200 300 500 80010 2 3 4 5 б 7 8 910 Re,

Рис. 6.4. Экспериментальная зависимость vjv = /(Re,)