5. Определяем расход охлаждающей воды при противотоке.

Q

G-i = —т— г - 3600, кг/ч

* c_B.(tg—t_H)

Где t_K - конечная температура воды в противотоке.

6. Находят средний температурный напор при противотоке по формуле (2) или (6).

7. Определяем необходимую поверхность теплообмена при противотоке.

^г = ^’^м2(9)

К задаче 4.

Технологический расчет отстойной аппаратуры заключается в определении пропускной способности отстойника или его размеров.

Эффективное разделение фаз в гравитационном отстойнике происходит при условии соблюдения в зоне отстоя ламинарного режима течения эмульсии, т. е. при Re<2300. Следовательно,

^’ж^эРж/^ж 2300, /1 \

где г)_ж — скорость горизонтального движения эмульсии в зоне отстоя в отстойнике, м/с; D₃—эквивалентный гидравлический диаметр поперечного сечения потока эмульсии в отстойнике на входе в зону отстоя, м; р_ж, ц_ж - плотность и вязкость эмульсии на входе в зону отстоя, кг/м³ и Па-с, соответственно. Так как S, - 0.25*0* ₍₂₎

а скорость потока эмульсии на входе в зону отстоя

Уж ⁼⁼⁼ Q Ж / .5 _н (3)

то, подставив (3) в (1), получим

п ^ 4 <?жРж

2. 2300 . я Иж ‘ (4)

или

D₉ = d{~ {0,5s+ (1 — е) У г (2 — г) -f- arcsin (1 - г)]¹⁰’⁵

(5)

Поэтому диаметр булита-отстойника с водяной подушкой на заданную пропускную способность может быть рассчитан по формуле

D >0,981 • 10-³~£g=r,

-.ИМ ₍₆₎

О

Где С)_ж — нагрузка на отстойник по жидкости в зоне отстоя, м/с; р_ж — плотность эмульсии на входе в зону отстоя, кг/м³; ц_ж — вязкость эмульсии на входе в зону отстоя, Па-с; f(e) — функция относительной высоты водяной подушки в зоне отстоя

/(i) = 0,5* -f (1 — г) V t (2 — е) -f- arcsin (1 — г). ^

При 8 = 0,46 пропускная способность гравитационного отстойника максимальна, поэтому, подставив е = 0,46 в (6.83), находят

/ (0,46) - 0,5- + (1 - 0,46) /0,46 (2 - 0,46) -f arcsin (1 — 0,46) =

= 2,596.

Учитывая, что f(0,46) = 2,596 и подставляя в (6), получают

D > 0,6 ■ Ю-³-^. _/оч

>^Аж (8)

Из (8) следует, что пропускная способность гравитационного отстойника заданного диаметра высотой водяной подушки 0,23D может быть рассчитана по той же формуле, т. е.

Q* < 1645£>(ь*/_Рж. ^

Необходимую длину отстойника определяют из условия равенства времени осаждения капель воды от верхней образующей до водонефтяного раздела и временем их пребывания в зоне отстоя

D — h _ J_

“W ~ ‘ж’ ₍₁₀)

где со_ОД1— скорость стесненного осаждения капли воды диаметром dj в полидисперсной эмульсии в зоне отстоя, м/с; 1 — эффективная длина зоны гравитационного разделения отстойника, т. е. длина зоны отстоя, не

возмущаемая условиями ввода и вывода эмульсии, м; г>_ж — горизонтальная скорость движения эмульсии в зоне отстоя, м/с.

Так как

w_mi *= Шо((1 —В()⁴-⁷,

то из (10) после преобразований следует /= S* /Г(_Е),

Dw_o({l-3^ ₍₁₂)

где F(e) — функция относительной высоты водяной подушки в зоне отстоя

F {*) = -²-^-_4 .

0,5г. + (I ~V ‘ (2 — <) + arcsin (1 — t) (] 3 ^

Общая длина отстойника будет определяться как сумма

1 = / + / К, ₍₁₄)

где L — общая длина отстойника, м; 1—длина зоны гравитационного отстоя, м; 1_к— конструктивная длина секций ввода и вывода эмульсии в отстойнике, м Подставив в (12) диаметр отстойника из (6), получают

/ = 2039 —

_Ржш₀,(1 -*,)«■’ //17) • ^

При в = 0,46 из (15) с учетом (7) следует

/ = ¹⁹'¹⁹^ж

' f«w_e(₁₆^|

Пример решения задачи 4.

Диаметр отстойника 3,4 м, плотность нефти 860 кг/м¹, воды 1100 кг/м³, обводненность эмульсии на входе 30%, вязкость нефти 5 мПа • с. Оценить пропускную способность отстойника по жидкости по (9).

1. Плотность эмульсии рассчитывают во правилу аддитивности Рж • Рн (1 В) ~г ⁼ 860 (I — 0,3) -f- 1100 • 0)3 = 932 кг/м^.

2. Вязкость эмульсии оценивают по формуле

Цж = bi— = Т51 = ¹² «Па • с.

(I _ В)²-⁵ (I —О.ЗГ'⁵

3. Тогда пропускная способность булита-отстойника типа УПС- 6300/6М. обеспечивающего ламинарный режим движения, при принятых параметрах будет

Q* = 1645 ³ 86 400 = 6222 м^/сут.