УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к области регенерации жидкостей, преимущественно загустевших масел.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является устройство регенерации жидкости по авторскому свидетельству СССР №773215, кл. С02В 1/10, 1975 г., заключающийся в том, что осуществляют смешивание регенерируемой среды с водой и подачу полученной суспензии в отстойник (прототип).
Недостатком известного устройства является высокое гидравлическое сопротивлением и низкое качество, и связанная с этим низкая производительность.
Технический результат - повышение производительности регенерации жидкостей.
Это достигается тем, что в устройстве для регенерации жидкостей, содержащим устройство для перемешивания регенерируемой среды с водой и устройство подачи полученной суспензии в отстойник, оно дополнительно содержит приемную камеру, эжектирующее сопло струйного насоса, расположенное осесимметрично камере и включающее в себя центральное и дросселирующее отверстия, а в приемной камере перпендикулярно ее оси установлен приемный коллектор диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, связанный с емкостью со смесью подлежащей регенерации, причем приемная камера посредством конфузора соединена с камерой смешения, которая через диффузор связана с прямолинейным транспортировочным трубопроводом, соединенным с отстойником.
На фиг.1 представлена схема устройства для регенерации жидкостей, на фиг.2 - схема зон водяного факела струи высокого давления.
Устройство для регенерации жидкостей содержит приемную камеру 1, эжектирующее сопло 2 струйного насоса, расположенное осесимметрично камере 1 и включающее в себя центральное 8 и дросселирующее 9 отверстия. В приемной камере 1 перпендикулярно ее оси установлен приемный коллектор 7 диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, связанный с емкостью со смесью подлежащей регенерации (на чертеже не показана). Приемная камера 1 посредством конфузора 3 соединена с камерой смешения 4, которая через диффузор 5 связана с прямолинейным транспортировочным трубопроводом 6, соединенным с отстойником (на чертеже не показан).
Для оптимальной работы предлагаемого устройства должны соблюдаться следующие соотношения его параметров:
Отношение диаметра d дросселирующего отверстия 9 сопла 2 эжектора струйного насоса к его длине, лежит в оптимальном интервале величин: d/l=0,25÷0,75;
Отношение диаметра d дросселирующего отверстия 9 сопла 2 эжектора струйного насоса к диаметру D приемного коллектора 7 диаметром «D» эжектируемого потока регенерируемой жидкости, лежит в оптимальном интервале величин: d/D=0,05÷0,2.
Устройство для регенерации жидкостей осуществляют следующим образом.
Высоконапорный подвод воды к соплу 2 эжектора струйного насоса осуществляют по линии, соединяющей установку высокого давления (на чертеже не показана) со входом струйного насоса, расположенного в приемной камере 1, Слив смеси воды и регенерируемых веществ в отстойник осуществляют по трубопроводу (на чертеже не показан). Забор утилизируемой суспензии из емкости осуществляют через приемный коллектор 7, соединяющий слои суспензии со входом эжектора струйного насоса.
Физические процессы смешения активного и пассивного потоков в струйном аппарате, на начальном участке подобны процессам распространения затопленной турбулентной струи в неограниченном объеме. На границах этой струи образуется обширная зона турбулентного
2
2
взаимодействия активного и пассивного потоков; изменения интенсивности турбулентных пульсаций до 5000 м/с. По мере преобразования кинетической энергии струи в энергию давления поле скоростей становится все более равномерным, и в диффузоре давление струи преобразуется до противодавления за эжектором, то есть происходит затухание процессов, необходимое для окончательной коалесценции разложившихся составляющих эмульсии.
Кроме того, на основе математической модели получен диапазон, в котором должна находиться длина камеры смешения струйного аппарата, составляющая 9÷12 диаметров камеры смешения (точное значение определяется исходя из состава эмульсии). Именно такая длина камеры смешения обеспечивает разрушение бронирующих оболочек капель воды, с целью ее последующей коалесценции в транспортировочном трубопроводе и расслоение компонентов разрушенной эмульсии в отстойной аппаратуре. После появления водяной струи высокого давления из устья сопла поведение струи становится дивергентным. Дивергентность проявляется в двух различных явлениях: трения (возникающего от соприкосновения наружного слоя водяной струи высокого давления с окружающей средой) и радиальных компонентов образующихся относительно струи (их можно рассматривать, как винтообразные колебания). Работа струйной установки определяется действием струи высокого давления, которая создает скоростной и динамический напор, а также гидростатический эффект. После появления водяной струи высокого давления из устья сопла поведение струи становится дивергентным. Дивергентность проявляется в двух различных явлениях: трения (возникающего от соприкосновения наружного слоя водяной струи высокого давления с окружающей средой) и радиальных компонентов образующихся относительно струи (их можно рассматривать, как винтообразные колебания). Струю высокого давления можно разделить на три части (фиг.2): статическую, которая находится у устья сопла и характеризуется тем, что частицы воды обладают одинаковой скоростью; смешанная часть; динамическая часть, все частицы которой движутся с различной скоростью (создается динамическое воздействие),
Применение струи высокого давления в устройстве для регенерации исходных продуктов из загрязненных устойчивых эмульсий, позволяет осуществлять как перенос и смешение пассивного и активного потоков, так и производить разрушение бронирующих оболочек капель различных веществ. При этом эмульсия подвергается воздействию всех трех частей струи высокого давления в разработанном струйном аппарате.
3
Экспериментальные исследования проводились на тепловой электрической станции с использованием ДУВД (дизельной установки высокого давления) 6/630 с расходом воды при номинальных оборотах - 4 м/час, содержащей твердые частицы не более 0,2% по массе и 0,2 мм по размерам. Максимальное давление на выходе из насоса - 63 МПа.
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод об эффективности устройства, выражающейся в разделении содержащихся в исходной смеси веществ и регенерации масла до состояния, пригодного к повторному использованию (отсутствие воды, содержание механических примесей и серы в пределах допустимых норм). В то же время установлено, что повышение рабочего давления УВД с 250 до 500 атм. не оказывает существенного влияния на эффективности работы установки.
Таблица 1Результаты анализа процесса регенерации масла в струйной установке.
Исходная смесь до обработки
Регенированное масло (при давлении УВД 50 атм)
Регенированное масло (при давлении УВД 250 атм)
Регенированное масло (при давлении УВД 500 атм)
Содержание механических примесей, %
0,664
0,221
0,019
0,018
Содержание воды, %
4,528
1,495
отсутствует
отсутствует
Температура вспышки, °С
234
227
222
219
Вязкость, υ (100°С) сСТ
5,21
6,33
6,09
6,04
Содержание серы, %
0,418
0,0174
0,00383
0,00387
Как следует из таблицы 1, эмульсия при 250 атм. разрушается полностью, а отсутствие влияния увеличения давления УВД более 250 атм., на содержание механических примесей обусловлено, тем, что крупные и средние частицы удаляются из масла при давлении меньшем 250 атм., а мелкие (менее 10 мкм) являются мелкодисперсными и легкими, что не позволяет им осаждаться во время отстоя.