Исследование гидродинамических характеристик устройств ввода сырья и каплеотбойных устройств для колонного и сепарационного оборудования

Проведен сравнительный анализ конструкций отбойных и лопастных устройств ввода сырья с применением методов CFD-моделирования гидродинамики. На различных модельных смесях оценено влияние доли уноса жидкости из парожидкостного потока в зоне питания на энергозатраты процесса ректификации. Показаны диапазоны применения отбойных и лопастных устройств ввода сырья, даны рекомендации по выбору устройств ввода сырья.Определены коэффициенты местных сопротивлений рассматриваемых устройств ввода сырья. Получены эмпирические уравнения зависимости высоты сепарационной зоны от конструктивных параметров лопастного устройства ввода сырья: ширина лопасти, расстояние между лопастями. Показано, что при увеличении доли отгона сырья увеличивается эффективность сепарации, уменьшается высота сепарационной зоны и гидравлическое сопротивление.Разработаны две принципиально новые конструкции устройства ввода сырья, имеющие два направляющих канала по ходу потока, которые позволяют увеличить эффективность сепарации при высоких скоростях подачи сырья. Определен диапазон работы противоточного и перекрестноточного насадочного каплеотбойника в зависимости от скорости поступающего потока с применением методов CFD-анализа. Для углеводородных сред диапазон удельной нагрузки по газу для перекрестноточного каплеотбойника больше в 2 раза, чем для противоточного каплеотбойника. С применением результатов работы разработано учебное пособие «Расчет процесса и аппаратурного оформления ректификации бинарной и многокомпонентной смеси», внедренное в ФГБОУ ВО УГНТУ для обучения студентов по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии». Разработана методика «Определение капельного уноса жидкости с газом сепарации», внедренная в ООО «НИПИ НГ «Петон» и примененная для определения каплеуноса на двух объектах.