Розрахунок поверхні фільтрації

1 Витрати природного газу в робочих умовах, м³/с:

2 Густина в робочих умовах, кг/м³:

ρ_Р = ρ₂ = 49,8 кг/м³

3 Оптимальний перепад тиску на фільтрі, МПа

МПа

4 Оптимальна швидкість фільтрації, м/с

μ₀ беремо для Т_Р та Р_АТМ.

Приймаємо W_Ф = 0,1 м/с

5 Необхідна поверхня фільтрації, м²

6 Необхідна сумарна довжина фільтропакетів, м

7 Кількість фільтропакетів довжиною L₀ = 1 м кожний:

Маючи N, підбираємо оптимальний діаметр апарату,

кожух Ø219×7; D_ВН.КОЖ=205 мм, стінка дорівнює 7 мм

8 Діаметр вхідного патрубка, м

Швидкість газу на вході в сепаратор рекомендована W_ВХ = 15 м/с

м²

м.

Повинно бути: d_BX ≥d_BXP, тому приймаємо d_BX=159-2x6=147 мм.

9 Площа перерізу завіхрювача одного фільтропакета, м²

Повинно бути: f_BX ≈ 2·f_ЗВ =2∙0,0036 , W_ЗВ = 11 м/с

f_ЗВ ≈ 0,0036 м²

a = 0,010; b = 0,020; N = 18.

10 Середня швидкість потоку в кільцевій порожнині, м/с:

Розрахунок технологічного режиму незабруднення поверхні фільтрації

1 Тангенціальна та осьова швидкості газу в кільцевій порожнині, м/с

W_φ = W_ЗВ·cos45° = 7,7 м/с; W_φ = W_ЗВ·sin45° = 7,7 м/с.

2 Кутова швидкість газу поблизу внутрішньої поверхні корпусу, 1/с:

1/с

3 Діаметр найменшої частки, яка буде виділена з газу на внутрішню стінку корпусу дією відцентрових сил /5/, м:

0,000041 м = 41 мкм. кг/м³

4 Модальний розмір крапель в потоці газу /7/, м:

м σ = 0,0154 Па·м

мкм.

5 Функція розподілу спектра крапель за розмірами /8/:

q_i – доля крапель розміру r_i ;

Σq_i = q₁ + q₂ + …+ q_i = 1 – сумарна кількість крапель в потоці.

6 Частка рідини, що буде винесена з газовим потоком на фільтр, частка одиниці:

q_заг – загальна кількість рідини в потоці, м³/с.

7 Розрахунок кількості рідини в потоці після дроселя:

г/м³

г/м³

q_заг = W_I – W_II = 0,232 – 0,0857 = 0,1467 г/м³ ≈ 0,15 г/м³

8 Кількість рідини, що потрапляє на фільтруючу поверхню, г/м³:

г/м³.

9 Осьова складова швидкості газу поблизу плівки, /12/, м/с:

м/с

де

10 Тангенціальна складова швидкості газу поблизу плівки /12/, м/с:

м/с

11 Мінімальна товщина плівки рідини на фільтруючій поверхні, при наявності якої забезпечується режим незабруднення фільтра, м:

=3,4 мм ; L = 1 м;

12 Осереднена швидкість плівки, м/с:

м/с

13 Мінімальна кількість рідини, що надходить на фільтр, при якому забезпечується режим не забруднення, г/с:

или 65,1 г/с

14 Всього в потоці:

г/м³

15 Треба прийняти до уваги, що результат п.14 наданий в грамах відносно нормального м³. Але газ є середовищем, що значно збільшує вміст рідини під тиском, а густина рідини залишається незмінною. Це означає, що в робочих умовах в 1 м³ газу міститься значно більше рідини, а саме рівно в стільки разів, в скільки густина газу в робочих умовах більше густини газу в нормальному вимірі. Тобто:

г/м³

16 Визначимо кількість рідини, що потрапляє на поверхню фільтрації в реальних робочих умовах:

г/c

17 Порівнюємо цей результат з п.13:

Висновок: таким чином можна стверджувати, що режим незабруднення поверхні має місце.