Способ транспортирования жидкостии суспензий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ !150864I

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2?.05.74 (21) 2028246/25-8 (51) М. Кл. F 1?D 1/16 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.76. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 30.06.76

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 621.643(088.8) и открытий (72) Автор изобретения

А. A. Беспалов (71) Заявитель

Челябинский политехнический институт им. Ленинского Комсомола (54) СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

ЖИДКОСТЕЙ И СУСПЕНЗИЙ

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта жидкостей и суспензий.

Известно, что растворенный в жидкости газ улучшает эксплуатационные характеристики транспортируемой жидкости, при незначительном уменьшении плотности раствора существенно снижаются вязкость, температура замерзания и увеличивается коэффициент молекулярной диффузии.

Однако опыт эксплуатации экспериментальных нефтепроводов при перекачке по ним газонасыщенных жидкостей и суспензий путем введения в трубопровод или насос инертного газа показывает, что даже при снижении вязкости на 50% производительность нефтепровода практически не изменяется.

По известному способу при введении газа в трубопровод с жидким продуктом процессы растворения газа в жидкости и выделения из нее существенно нестационарны и имеют довольно широкий диапазон.

Изменение времени завершенности этих процессов, т. е. в этот период времени часть газа находится в свободном состоянии в виде

«снарядов», пузырьков и т. п., ведет к увеличению гидравлического сопротивления.

Длительное протекание процесса растворения и разное влияние свободного и растворенного газа на сопротивление магистрали могут свести на нет ожидаемый эффект. Нуль-эффект может также наблюдаться в случае, если перекачку газонасыщенного продукта проводят в области чисел Рейнольдса, соответствующих автомодельной области, в которой вяз5 костные силы не оказывают влияния на коэффициент гидравлического сопротивления. Кроме того, соблюдение лишь условия поддержания давления в магистрали не ниже давления насыщения газом жидкости недостаточно, так

10 как изменение температуры может вызвать выделение свободного газа, содержание которого в жидкости приводит к увеличению гидравлического сопротивления.

Цель изобретения — снижение гидравли15 ческого сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что вводимый газ дробят до размера пузырьков, меньшего или равного критическому радиусу в потоке, при этом процесс растворения газа

20 проводят при повышенных скоростях потока жидкости, например более 1 м/сек, а транспортирование газонасыщенного продукта осуществляют в области чисел Рейнольдса, соответствующих области гидравлически гладких

25 труб, при концентрации растворенного газа в жидкости, соответствующей текущим давлению и температуре, не ниже начальной. Полное растворение газа можно организовать на длине от десятых долей до 1 калибра магист30 рали. При этом газ дробят, пропуская, напри508641

Составитель Акиньян

Редактор А. Купрякова Техред Т. Лященко Корректор 3. Тарасова

Заказ 1304/13 Изд. № 1277 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2 мер, через многослойный цилиндр из мелкой фильтровой сетки с внутренним диаметром, равным диаметру расходной магистрали. Для уменьшения времени равновесного распределения плотности смеси по сечению потока выходной диаметр ячейки сетки выбирается (критического диаметра пузырька, так как при больших значениях диаметра будет происходить разрушение пузырька, что в ряде случаев приводит к недопустимым значениям времени переходного процесса дробления и растворения газа, а следовательно, и к большим дополнительным затратам мощности ввиду увеличения гидравлического сопротивления.

Критический радиус пузырька можно подсчитать по формуле (величина коэффициента пропорциональности определена экспериментально)

Х,,р = 0,4d где d — диаметр трубопровода;

o — натяжение поверхности;

Ку — коэффициент сопротивления; р, р, — плотности жидкой и газовой фаз соответственно;

W — скорость потока.

При транспорте жидкостей и суспензий предложенным способом при относительно малых концентрациях растворенного газа удается снизить гидравлическое сопротивление магистрали в 2 раза.

Формула изобретения

1. Способ транспортирования жидкостей и суспензий по трубопроводам, предусматривающий введение в транспортируемую жидкость газа в количестве, достаточном для снижения ее вязкости, и транспортирования газожидкостного потока при давлении в магистрали выше давления насыщения газом жидкости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления, вводимый газ

15 дробят до размера пузырьков, меньшего или равного критическому диаметру в потоке жидкости, пропуская, например, через многослойный цилиндр из мелкой фильтровой сетки с выходным диаметром ячейки, меньшим или

2р равным критическому диаметру пузыря.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс растворения газа производят при скоростях потока жидкости более 1 м/сек, а транспортирование газонасыщенного продукта

25 осуществляют в области чисел Рейнольдса, соответствующих области гидравлически гладких труб, при концентрации растворенного газа в жидкости, соответствующей текущим давлению и температуре, причем концентра30 ция должна быть не ниже начальной.