1.4.4 Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газуВ сепараторах, работающих на гравитационном принципе, осаждение капельной жидкости из газового потока происходит под действием силы тяжести. Высокая степень очистки газа от капельной жидкости и твердой взвеси происходит в тех случаях, когда расчетная скорость движения газового потока в сепараторе меньше скорости осаждения жидких и твердых частиц, движущихся под действием силы тяжести в потоке газа, т.е.wг  w,где wг - скорость восходящего газового потока в установке при данных термодинамических условиях сепарации, м/с;w - средняя скорость оседания капельной жидкости или твердой взвеси в газовом потоке, м/с.Скорость восходящего потока газа в вертикальном сепараторе с учетом давления и температуры сепарации можно вычислить, зная величину объемного расхода газа и диаметра установки: ,где V0 - объемный расход газа при нормальных условиях(Р0 = 0,1013 МПа и Т0 = 273 К), м3/сут;площадь сечения сепаратора, м2;D - диаметр сепаратора, м;Р - давление сепарации, МПа;Т - температура сепарации, К;z - коэффициент сверхсжимаемости, учитывающий отклонение свойств реального газа от идеального;86400 - количество секунд в сутках.Сделав численные преобразования формулы (1.6) можно записать:При расчете скорости оседания капельной жидкости или твердой частицы в газовом потоке принимаются следующие допущения:

1. 
   частица имеет шарообразную форму;
   
2. 
   движение газа установившееся, т.е. скорость восходящего потока газа в любой точке сепаратора постоянная;
   
3. 
   движение частиц в потоке газа свободное, т.е. они не сталкиваются друг с другом;
   

Исходя из вышеуказанных допущений, скорость оседания частицы шарообразной формы можно определить по формуле Стокса:где w - скорость оседания частицы в потоке газа, м/с; d - расчетный диаметр частицы, м; ж и г - соответственно плотность жидкости и плотность

---

газа при давлении и температуре сепарации; g - ускорение свободного падения, м2/с; г - динамическая вязкость газа при давлении и температуре сепарации, Па с.

В некоторых случаях необходимо использовать кинематическую вязкость газа, тогда формула (1.8) примет вид:
,
где г - кинематическая вязкость газа при давлении и температуре сепарации, м2/с.

В практических расчетах принимается
w =1,2 wг
сделав численное преобразование, получим:
или
Используя эту формулу, можно рассчитать пропускную способность по газу с гарантией, что все жидкие и твердые частицы газожидкостной смеси осядут в накопительной секции установки.

Расчет вертикального гравитационного сепаратора по жидкости

Контроль пропускной способности сепараторов по жидкости (нефти) вызывается необходимостью сведения к нулю пузырьков газа, увлекаемых из сепаратора нефтью. В общем случае количество пузырьков газа, увлекаемых жидкостью, зависит от следующих факторов:

1. 
   вязкости жидкости;
   
2. 
   давления в сепарационной установке;
   
3. 
   скорости подъема уровня жидкости в сепараторе.
   

Расчет сепарационных установок по жидкости сводится к тому, чтобы получить скорость подъема уровня жидкости wж меньше скорости всплывания газовых пузырьков wг,т.е. wж wг.Скорость всплывания пузырьков газа в жидкости обычно определяется по формуле Стокса: , м/с ,где dг - расчетный диаметр пузырьков газа, всплывающих в жидкости, м; остальные обозначения те же, что и в предыдущем расчете.Плотность газа в условиях сепарации определим по формуле: ,где о - плотность газа при стандартных условиях, кг/м3[4].Скорость подъема уровня жидкости в сепараторе зависит от объемногодебита qж и площади поперечного сечения сепаратора F, а именно:

---

W_ж =Учитывая соотношение (1.13), можно записать:W_ж = < откудапосле численных преобразований окончательно получим:Исходные данные для расчетаОбъемный дебит нефти составляет q_н=350 м³/сутГазовый фактор Г = 78 м³/м³Плотность нефти ρН=860 кг/м3Плотность газа в н.у. ρ0=1,21 кг/м3Вязкость нефти μ_н=50 мПа·сВязкость газа μ_г=10 мкПа·сДиаметр вертикального сепаратора D=0,8мДавление в сепараторе Р=0,6мПаТемпература Т=295КГазонефтяная смесь со средним диаметром капелек нефти dH=25мкм и вязкостью μН=12мПа·сКоэффициент сверхсжимаемости для данных условий z=0,98Определить: скорость осаждения капелек нефти в потоке газа, скорость подъема уровня жидкости в сепараторе, пропускную способность установки по газу и по жидкости, диаметр газовых пузырьков, всплывающих в жидкости Решение:1) Произведем проверку выбранного сепаратора на пропускную способность по газу при условии полного осаждения капелек нефти в потоке газа, для чего вначале необходимо определить плотность газа при условиях сепарации по формуле:2) Скорость оседания капелек нефти в потоке газа определяют по формуле Стокса :3) Скорость восходящего потока газа определяется из условия:4) суточная производительность по газу сепаратора заданного диаметра составит по формуле:т.е. заданный тип сепаратора обеспечивает производительность сепаратора по газу.Решение:Расчет сепаратора по жидкости заключается в проверке пропускной способности при условии полного всплывания газовых пузырьков в поднимающемся уровне жидкости.1) Вначале определяем скорость подъема жидкости в сепараторе согласно формуле:2) пользуясь основным условием работы сепаратора

---

, определяем скорость всплывания газового пузырька в жидкости


3) по формуле Стокса определяем диаметр газового пузырька:
м
4) Проверку на пропускную способность по жидкости производим с учетом размера всплывающих пузырьков газа:

что удовлетворяет заданному объему жидкости (350 м3/сут).

---

Смотрите также файлы

• Исмайлова Алёна Валериевна мкоу песковская школа 1 кейс открытое пространство.docx

• Пенсии за выслугу лет право социального обеспечения.pdf

• Вопрос 1 Как происходит заключение договора страхования Ответ.docx

• Факультет педагогики п психологии.docx

• Буллинг намеренное преследование жертвы, одного из членов коллектива другими.docx