Способ дегазации жидкости и устройство для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано в энергетической, химической и нефтяной промышленности, в опреснительных и других производствах. Целью изобретения является интенсификация процесса дегазации при одновременном снижении энергозатрат и упрощении конструкции устройства. Сущность способа состоит в том, что дегазацию жидкости проводят в кавитирующем потоке, причем в потоке создают оседлую пульсирующую кавитационную полость с периодически отрывающейся и сносимой по потоку ее частью, для чего поток сужают, а затем внезапно расширяют, при этом отношение давления за сужением потока к давлению перед ним выдерживают равным не более 0,15, после чего производят закрутку потока. Устройство для осуществления способа содержит подводящий и отводяцхий жидкость патрубки, сужающе-расширяющийся насадок с цилиндрически.м каналом с длиной, равной 0,6-2 его диаметра со скругленной кромкой на входе, причем радиус скругления равен 0,2-0,4 диаметра критической части насадка, а диффузорная часть насадка выполнена с углом раскрытия более 15°. Насадок тангенциально подсоединен к цилиндрическому резервуару, в нижней части которого установлен подпорный вентиль, а в верхней центральной части - расходный жиклер . 2 с. п. ф-лы, 1 ил. SS (Л с:

„„SU„, 1421363 A 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 В О1 D I9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4228119/31-26 (22) 17.02.87 (46) 07.09.88. Бюл. № 33 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института технической механики АН УССР (72) В. В. Пилипенко, Н. А. Дзоз, В. И. Костюк, И. К. Манько и В. П. Северин (53) 66.069.84 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1237704, кл. В 01 D 19/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1326312, кл. В 01 D 19/00, 1985. (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОСТИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО OCYIllECTBЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано в энергетической, химической и нефтяной промышленности, в опреснительных и других производствах. Целью изобретения является интенсификация процесса дегазации при одновременном снижении энергозатрат и упрощении конструкции устройства. Сущность способа состоит в том, что дегазацию жидкости проводят в кавитирующем потоке, причем в потоке создают оседлую пульсирующую кавитационную полость с периодически отрывающейся и сносимой по потоку ее частью, для чего поток сужают, а затем внезапно расширяют, при этом отношение давления за сужением поток l к давлению перед ним выдерживают равным не более

0,15, после чего производят закрутку потока.

Устройство для осуществления способа содержит подводящий и отводящий жидкость патрубки, сужающе-расширяющийся насадок с цилиндрическим каналом с длиной, равной 0,6 — 2 его диаметра со скругленной кромкой на входе, причем радиус скруглення равен 0,2 — 0,4 диаметра критической части насадка, а диффузорная часть насадка выполнена с углом раскрытия более 15 . Насадок тангенциально подсоединен к цилиндрическому резервуару, в нижней части которого установлен подпорный вентиль, а в верхней центральной части — расходный жиклер. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

1421363

Изобретение относится к способам и устройствам для отделения газов от жидкости и может быть применено в энергетической, химической и нефтяной промышленности, в опреснительных установках и других производствах.

Целью изобретения является интенсификация процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

В потоке создают оседлую пульсирующую кавитационную полость с периодически отрывающейся и сносимой по потоку ее час) тью, для чего поток сужают, а затем внезапно расширяют, при этом отношение давления за сужением потока к давлению перед ним выдерживают равным не более 0,15, после чего производят закрутку потока.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ дегазации жидкости.

Устройство содержит подводящий 1 и отводящий 2 жидкость патрубки, насадок с ци: линдрическим каналом 3 с длиной, равной

0,6 — 2 его диаметра, со скругленной кромкой 4 на входе, причем радиус скругления равен 0,2 — 0,4 диаметра критической части 3 насадка, а диффузорная часть 5 насадка выполнена с углом раскрытия более 15 .

Насадок тангенциально подсоединен к цилиндрическому резервуару 6, в нижней части которого установлен подпорный вентиль 7, а в верхней центральной части — расходный жиклер 8. Насадок имеет конфузор 9.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Поток жидкости по подводяшему патрубку 1 подают под давлением Рр в сужающуюся часть насадка (конфузор 9), где скорость жидкости возрастает, достигая критической величины на входе 4 в цилиндрический канал 3. Давление у стенки цилиндрического канала 3 падает ниже давления, равного сумме парциальных давлений насыщенных паров жидкости и растворенных в ней газов.

При этом происходит механический разрыв жидкости. В образовавшуюся каверну выделяется свободный и растворенный в жидкости газ, пары самой жидкости. Поэтому каверна растет, выходит из цилиндрического канала 3 в диффузорную часть 5 насадка.

В зависимости от угла раскрытия диффузорной части канала р возможна реализация двух различных режимов кавитации, при которых в одном случае (при P(15 ) в потоке жидкости образуется оседлая стационарная суперкавитационная полость, а в другом (при )15 ) — оседлая пульсирующая суперкаверна. Эти результаты подтверждаются как визуальными наблюдениями с применением высокоскоростной киносъемки, так и измерениями величин импульсов давления, создаваемых в потоке жидкости при схлопывании отрывающихся частей суперкаверны.

Экспериментально установлено, что частота отрыва и схлопывания диффузорной части каверны находится в прямо пропорциональной зависимости от отношения давления за и перед сужением Р1)РО.

При снижении величины отношения

Pi)Рю возрастает время существования диффузорной части каверны, а следовательно, и время, в течение которого в кавитационную полость из жидкости выделяется растворенный и свободный газ, т. е. повышается степень дегазации. Помимо этого длина суперкаверны при значениях отношения Р1 (Ро менее 0,15 резко возрастает. Соответственно возрастает площадь поверхности суперкаверны, а следовательно, и интенсивность процесса дегазации.

В качестве конкретного примереа реализации предлагаемого способа исследовалась прозрачная модель устройства, работающего при постоянном давлении на входе Рд ——

=2,1 МПа. Когда давление за насадком Р| выдерживалось равным 0,38 МПа, что соответствует параметру кавитации р 0,38

P. 2,Г

Р— т= — -- =0,18, за сужающе-расширяющимся насадком с углом раскрытия диффузорной части Р, равным 20, газовых пузырьков практически нет.

При давлении Pi=0,25 МПа, что соответствует параметру кавитации

0,25 т — -- =0,12.

2,1 за насадком хорошо видны область схлопывания диффузорных частей каверн и движущиеся затем с потоком газовые пузырьки.

Из-за кратковременности самого процесса схлопывания диффузорной части суперкаверны выделившийся в нее газ практически не успевает раствориться и в виде крупных пузырьков уносится потоком в цилиндрический резервуар 6. Здесь поток жидкости из-за тангенциального подсоединения насадка к резервуару закручивается, пузырьки газа из-за центрифугируюгцего эффекта быстро всплывают на поверхность и газ через расходный жиклер 8 удаляется, а дегазированная жидкость через подпорный вентиль 7 и отводящий патрубок 2 направляется потребителю.

Величина отношения давлений Pi )Ро менее 0,15 обеспечивается подбором размера расходного жиклера 8 и регулировкой подпорного вентиля 7.

Предлагаемый способ и устройство позволяют отделить практически все выделившиеся в суперкаверну газы. Это достигается за счет того, что диффузорная часть насадка выполнена с углом раскрытия более 15, в результате чего создается пульсирующая каверна. После схлопывания паров жидкости в оторвавшейся и сносимой по потоку

1421363

Формула изобретения

Составитель О. Калякина

Реда кто р С. Пека рь Техред И. Верес Корректор М. Макснмишинеп

Заказ 4359/5 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 части каверны находившиеся в ней газы в виде крупных пузырей движутся дальше с потоком. 3а счет закрутки потока и создаваемого при этом центробежного эффекта газовые пузыри быстро выплывают на поверхность и удаляются. При этом за счет установки расходного жиклера и подпорного вентиля в устройстве выдерживается оптимальное для его работы отношение рабочих давлений. Это обеспечивает значительно более высокую (на 15 — 30%) по сравнению с прототипом степень дегазации при минимальных потерях паров самой дегазируемой жидкости. Кроме этого, отсутствие в предлагаемом устройстве вакуум-насосов существенно упрощает по сравнению с прототипом конструкцию и снижает энергозатраты.

1. Способ дегазации жидкости, включающий создание в потоке режима кавитации за счет его сужения и расширения, после чего производят закрутку потока, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, отношение давления за сужением

5 потока к давлению перед ним поддерживают не более 0,15.

2. Устройство для дегазации жидкости, включающее подводящий и отводящий жидкость патрубки, насадок с конфузором, цилиндрическим каналом с длиной, равной

0,6 — 2 его диаметра, со скругленной кромкой на входе, причем радиус скругления равен

0,2 — 0,4 диаметра критической части насадка, и диффузорной частью, отличающееся тем, что диффузорная часть насадка выполнена с углом раскрытия более 15, прн этом устройство снабжено цилиндрическим резервуаром, в нижней части которого установлен подпорный вентиль, в верхней части — расходный жиклер, а насадок соединен с резервуаром тангенциально.