Способ определения гидравлического сопротивления фильтров

Авторы патента:


Способ определения гидравлического сопротивления фильтров
Способ определения гидравлического сопротивления фильтров
Способ определения гидравлического сопротивления фильтров
Способ определения гидравлического сопротивления фильтров

 


Владельцы патента RU 2403555:

Ищенко Владимир Ильич (RU)

Изобретение относится к фильтрованию жидкостей. Способ определения гидравлического сопротивления фильтров включает проливку фильтровых материалов, используемых для оснащения фильтров, определение с учетом ее зависимостей перепада давлений на фильтровых материалах от скорости жидкости и проливку корпуса одного из ряда фильтров. Причем при проливке корпуса фильтра определяют с учетом ее зависимости перепада давлений от скорости жидкости на элементах проточной части. При этом гидравлическое сопротивление любого фильтра из ряда фильтров при заданном расходе жидкости определяют, используя полученные зависимости перепада давлений от скорости жидкости на фильтровом материале и каждом элементе проточной части корпуса фильтра из уравнения ΔРф=ΔРфм+ΔР1+ΔР2+…ΔРп, где ΔРфм - гидравлическое сопротивление фильтрового материала, ΔP1+ΔP2+…ΔPп - гидравлическое сопротивление элементов проточной части корпуса фильтра. Техническим результатом изобретения является снижение затрат на определение гидравлического сопротивления фильтров и повышение точности определения. 4 ил.

 

Изобретение относится к фильтрованию жидкостей.

Известен способ определения гидравлического сопротивления фильтров, заключающийся в том, что каждый фильтр устанавливают в напорную магистраль проливочного стенда, пропускают через него жидкость и определяют зависимость потерь давления - перепада давлений на фильтре, от скорости жидкости - скорости фильтрования (Рыбаков К.В и др. Авиационные фильтры для топлив, масел, гидравлических жидкостей и воздуха. - М.: Машиностроение, 1982, с.85).

Недостатком известного способа являются значительные затраты на проведение проливок фильтров.

Например, для определения гидравлического сопротивления фильтров, отличающихся использованными для оснащения фильтров фильтровыми материалами или геометрическими размерами проточной части корпуса, в соответствии с описанным способом необходимо проводить проливки каждого фильтра, что вызывает необходимость выполнения дорогостоящих работ.

Более близким к предлагаемому является способ определения гидравлического сопротивления фильтра (авт.св. № 1783381, кл. G01N 15/08. Ищенко В.И. Способ определения гидравлического сопротивления фильтра. Заявлен 25.02.91. Бюлл. № 47, 1992, с.158), заключающийся в том, что проводят проливки фильтрового материала, которым оснащен фильтр, определяют с учетом ее зависимость перепада давлений на фильтровом материале от скорости жидкости и проливку корпуса фильтра, с учетом которой определяют зависимость перепада давлений от скорости жидкости, а гидравлическое сопротивление фильтра определяют, используя полученные зависимости перепада давлений на фильтровом материале и корпусе фильтра от скорости жидкости из уравнения

где ΔРф - гидравлическое сопротивление фильтра,

ΔРфм - гидравлическое сопротивление фильтрового материала,

ΔРк - гидравлическое сопротивление корпуса фильтра.

Недостатком способа является также значительные затраты, обусловленные тем, что в технике находят применение фильтры, которые различаются геометрическими размерами (размерами проходных сечений - условными диаметрами) и особенностями конструктивного выполнения элементов проточной части корпусов фильтров.

При использовании известного способа определения необходимо проводить проливку корпусов фильтров каждого условного диаметра и каждого варианта корпуса, что приводит к увеличению затрат на проведение определения, так как использование зависимостей, полученных при проливках корпуса одного фильтра для подсчета перепада давлений при течении жидкости через корпус другого варианта фильтра, приводит к большим ошибкам.

Целью изобретения является снижение затрат и повышение точности определения гидравлического сопротивления фильтров.

Поставленная цель достигается тем, что проводят проливки корпуса одного из фильтров, проточная часть которого включает элементы, аналогичные элементам проточной части ряда фильтров, и определяют зависимости перепада давлений на каждом элементе проточной части корпуса от скорости жидкости с учетом геометрических характеристик элементов (гидравлическое сопротивление каждого элемента проточной части). На основании зависимостей получают уравнения для расчетного определения потерь давления (гидравлического сопротивления) при течении жидкости через каждый элемент проточной части корпуса.

Гидравлическое сопротивление корпуса любого из ряда фильтров определяют без проведения проливок - сложением гидравлических сопротивлений элементов проточной части, входящих в проточную часть корпуса, подсчитанных с использованием полученных уравнений.

Проливки корпуса выбранного фильтра проводят на проливочных стендах путем пропускания жидкости через корпус, определения зависимости перепада давлений от расхода жидкости (по измеренным значениям которого с учетом геометрически характеристик определяют скорость жидкости через элемент) для каждого элемента проточной части корпуса и вывода по результатам проливок уравнений, например, вида

где ζi - коэффициент гидравлического сопротивления элемента проточной части корпуса фильтра

;

Rei - число Рейнольдса

;

ΔPi - гидравлическое сопротивление элемента - перепад давлений при течении жидкости через элемент проточной части корпуса фильтра,

ρ - плотность жидкости, µ - коэффициент динамической вязкости,

Wi - скорость жидкости, подсчитанная на основе измеренных значений расхода жидкости и характерного размера элемента проточной части, di - характерный размер элемента проточной части.

Гидравлическое сопротивление любого из ряда фильтров при заданном расходе жидкости определяют с использованием уравнений, описывающих гидравлические сопротивления фильтровых материалов и уравнений, описывающих гидравлические сопротивления элементов проточной части корпуса фильтра.

Гидравлическое сопротивление фильтрового материала - перепад давлений на фильтровом материале при течении жидкости, определяют, например, по уравнению (после подстановки входящих в него величин).

где λ - коэффициент гидравлического сопротивления фильтрового материала

;

Reфм - число Рейнольдса

;

ΔРфм - гидравлическое сопротивление - перепад давлений на фильтровом материале при течении жидкости,

Wфм - скорость фильтрации - скорость жидкости через фильтровый материал

;

Q - расход жидкости через фильтровый материал,

Fфм - площадь фильтрового материала,

h - толщина фильтрового материала,

ρ, µ - плотность и вязкость жидкости,

α, β - коэффициенты вязкостного и инерционного сопротивлений фильтрового материала, определяемые экспериментально по результатам проливок образцов фильтровых материалов.

Гидравлическое сопротивление корпуса фильтра ΔРк определяют как сумму сопротивлений элементов проточной части из уравнения

где ΔР1, ΔР2 … ΔРп - гидравлические сопротивления элементов проточной части корпуса (перепады давления на элементах при течении жидкости) фильтра.

Составляющие определяют с использованием уравнений (2), полученных по результатам проливок выбранного фильтра с измерением потерь давления на каждом элементе проточной части.

На фиг.1 показана схема проливочного стенда для проливки корпуса фильтра и элементов проточной части корпуса фильтра.

На фиг.2 - схема определения гидравлического сопротивления элементов проточной части корпуса выбранного фильтра.

На фиг.3 - зависимость перепадов давлений (гидравлического сопротивления) от расхода при течении жидкости через элементы проточной части корпуса выбранного фильтра.

На фиг.4 - зависимость перепада давлений (гидравлического сопротивления) от расхода при течении жидкости через корпус фильтра.

Способ осуществляется следующим образом.

В лабораторных условиях в специальное устройство устанавливают поочередно образцы фильтровых материалов, которыми оснащены фильтры, и пропускают через них жидкость при различных расходах. По результатам проливок для каждого материала определяют зависимости перепада давлений на фильтровых материалах от скорости жидкости через материалы, на основании которых получают уравнения, описывающие гидравлическое сопротивление фильтровых материалов в виде, например, (3).

В магистраль проливочного стенда, фиг.1, включающего бак с жидкостью 1, насос 2, запорные и управляющие элементы, устанавливают коропус 3 выбранного фильтра и пропускают через него жидкость, измеряя при этом расход жидкости датчиком 4, температуру жидкости - датчиком 5, перепады давлений на каждом элементе проточной части корпуса фильтра, фиг.2, - датчиками 6.

По результатам проливок определяют зависимости перепадов давлений на элементах проточной части корпуса фильтра, фиг.3, от расхода жидкости (по значению которого определяют, с учетом геометрических характеристик, скорость жидкости в каждом элементе проточной части) и затем получают уравнения, описывающие гидравлическое сопротивление элементов проточной части корпуса фильтра, например, в виде зависимости коэффициентов сопротивления от числа Рейнольдса (2).

Гидравлическое сопротивление фильтра при заданном расходе жидкости определяют с использованием полученных уравнений (1-4):

(обозначения приведены выше).

При необходимости определения гидравлического сопротивления фильтра, оснащенного одним из типов фильтровых материалов, для которых определена зависимость (3), но отличающегося, например, составом элементов проточной части корпуса фильтра, используют уравнения для определения гидравлического сопротивления фильтрового материала и уравнения для определения сопротивления тех элементов, которые входят в проточную часть корпуса фильтра.

Использование предлагаемого способа обеспечивает снижение затрат за счет того, что определение гидравлического сопротивления фильтров, составляющих ряд конструктивных вариантов, проводят с использованием расчетных уравнений для определения гидравлического сопротивления элементов проточной части, полученных при проливках корпуса одного выбранного фильтра, т.е. исключают проливки корпусов фильтров всего ряда, требующие значительных финансовых и трудовых затрат.

Кроме того, повышается точность определения гидравлического сопротивления фильтров, так как учитывается вклад всех составляющих - фильтрового материала и элементов проточной части корпуса фильтра.

Способ определения гидравлического сопротивления фильтров, включающий проливку фильтровых материалов, используемых для оснащения фильтров, определение с учетом ее зависимостей перепада давлений на фильтровых материалах от скорости жидкости и проливку корпуса одного из ряда фильтров, отличающийся тем, что при проливке корпуса фильтра определяют с учетом ее зависимости перепада давлений от скорости жидкости на элементах проточной части, а гидравлическое сопротивление любого фильтра из ряда фильтров при заданном расходе жидкости определяют, используя полученные зависимости перепада давлений от скорости жидкости на фильтровом материале и каждом элементе проточной части корпуса фильтра из уравнения
ΔРф=ΔРфм+ΔР1+ΔР2+…ΔРп,
где ΔРфм - гидравлическое сопротивление фильтрового материала,
ΔP1+ΔP2+…ΔPп - гидравлическое сопротивление элементов проточной части корпуса фильтра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследований или анализа защитных свойств материалов лицевых частей противогазов при воздействии на них капель , '-дихлордиэтилсульфида (ДДС) путем использования его имитатора - бутил- -хлорэтилсульфида (БХЭС) в качестве вещества, моделирующего проникающую способность иприта.

Изобретение относится к технике исследования физических свойств горных пород, в частности остаточной водонасыщенности, для определения коэффициентов вытеснения нефти водой и растворами химреагентов.

Изобретение относится к нефтяной и горной промышленности и может быть использовано для лабораторного изучения влияния негармонических, электромагнитных колебаний (ЭМК) на остаточную нефтегазонасыщенность пород соответствующих месторождений в условиях, приближающихся к пластовым.
Изобретение относится к области изготовления материала с полностью контролируемыми свойствами, а именно материала с порами контролируемого размера и формы. .

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов. .

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к измерению удельной поверхности дисперсных и пористых материалов, и может использоваться при создании измерительных приборов.

Изобретение относится к адсорбции в тонких пористых слоях и может быть использовано в микроэлектронике, катализе, биохимии. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для определения проницаемости продуктивных насыщенных флюидами пластов. .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к области оценки и прогноза продуктивности углеводородных залежей и месторождений, и может быть использовано для многоцелевого изучения и определения фильтрационно-емкостных свойств коллекторов углеводородного сырья.

Изобретение относится к измерениям объема пор, пористости, проницаемости горных пород и других пористых сред и может быть использовано во многих отраслях производства, в лабораторной практике горных, геологических, нефтегазовых НИИ и организаций, при проведении физико-химических анализов.

Изобретение относится к области горного дела, добыче полезных ископаемых, в частности к устройствам для определения характеристик образцов горных пород

Изобретение относится к области исследования фильтрующих материалов

Изобретение относится к технике и способам измерения проницаемости пористых материалов, мембранным технологиям и может быть использовано для характеризации транспорта жидкости через пористые и сплошные материалы

Изобретение относится к способам экспериментального определения фрактальной размерности твердой поверхности электрода

Изобретение относится к расчетно-экспериментальным способам определения фильтрующих свойств пористых сред, получаемых методом порошковой металлургии

Изобретение относится к исследованию процессов многофазной фильтрации жидкостей и газов в пористой среде, в частности к вытеснению нефти водой, и может быть использовано для нахождения относительных фазовых проницаемостей (ОФП) и функции Баклея

Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на обеспечение возможности исследования рабочих характеристик офтальмологических линз в условиях окружающей глаз среды, что обеспечивается за счет того, что устройство для исследования офтальмологической линзы содержит вставную форму и охватывающую форму, где указанная вставная форма содержит выпуклую поверхность для исследования, наружную вставную поверхность, вставной опорный ориентирующий выступ, проходящий от периметра выпуклой поверхности для исследования, и отверстие, проходящее от наружной вставной поверхности к выпуклой поверхности для исследования

Изобретение относится к исследованию свойств и характеристик образцов горных пород и может быть использовано для определения фазовой проницаемости при фильтрации двух несмешивающихся жидкостей через пористые среды

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, а именно к повышению достоверности определения относительных фазовых проницаемостей и коэффициента вытеснения нефти рабочим агентом

Изобретение относится к области исследования защитных свойств пакетов фильтрующих материалов средств индивидуальной защиты кожи (СИЗК) на основе активированных углеродсодержащих сорбентов (АУС) в динамических условиях
Наверх