Целесообразность последовательной перекачки. Приближенная теория смесеобразования. Прием и реализация смеси на конечном пункте трубопровода, страница 8

При вытеснении менее вязкой жидкости А из трубопровода более вязкой жидкостью Б   напор  на   выходе   станции   Н_А < Н_Н < Н_Б, а расход   Q_Б <  Q <  Q_А (здесь Q_А, Q_Б - расходы при перекачке одних только жидкостей А и Б соответственно). Так как на участке длиной x, заполненном жидкостью Б, расход стал больше, чем был при перекачке одной только этой жидкости, то здесь величина гидравлического уклона i_Б становится больше, чем была (i_Б < ).

На участке длиной l - x, заполненном жидкостью А, гидравлический уклон становится меньше, чем был, поскольку Q < Q_А.

Как видно из рисунка, в результате изменения гидравлических уклонов при замещении менее вязкой жидкости более вязкой напор на значительной длине трубопровода стал меньше, чем  был при перекачке одной    жидкости А.

Если этой закономерности не учитывать при проектировании, то можно столкнуться со следующими неприятностями:

- образование временных перевальных точек;

- перекачивающая станция не может докачать жидкость Б на конечный пункт;

- подпор на входе в промежуточную перекачивающую станцию становится меньше допустимого и начинается кавитация.

При вытеснении более вязкой жидкости Б из трубопровода менее вязкой жидкостью А  характер изменения гидравлических уклонов аналогичен, но располагаются  они  в обратной последовательности.

В результате на части длины трубопровода напор становится большим, чем при перекачке одной только жидкости Б.

Рис.1.24. Изменение напора по длине трубопровода при вытеснении  более вязкой жидкости менее вязкой

Чем это грозит? Во-первых, на ответственных участках трубопровода (с малой величиной коэффициента условий работы) давление может оказаться выше допустимого. Во-вторых, при наличии промежуточных перекачивающих станций и перекачке по системе «из насоса в насос» без регулирования возможна одна из следующих ситуаций:

а) при вытеснении более вязкой жидкости менее вязкой напор на входе в промежуточные станции возрастет и в сумме с их собственным напором может превысить допустимую величину;

б) при обратном следовании жидкостей напор на входе в промежуточные станции меньше, чем допустимый кавитационный запас, что приведет к срыву работы насосов.

22. Контроль за последовательной перекачкой

Для контроля за последовательной перекачкой разработан ряд методов и средств, основанных на фиксации изменения одного из физических параметров последовательно перекач-х жидкостей (плотности, диэлектрической проницаемости, скорости прохождения ультразвука и др.), а также на контроле за к-либо индикатором (радиоактивные изотопы, флуоресцентные красители и т.д.).

Контроль смеси по изменению плотности

Контроль за прохождением смеси по изменению плотности производят в том случае, когда разность плотностей контактирующих жидкостей достаточно велика.

Плотность смеси жидкостей А и Б определяется  по правилу аддитивности

                                            , где     - плотности чистых жидкостей А и Б;

К_А, К_Б - их концентрации в смеси.

Концентрации жидкостей А и Б в любом сечении связаны формулой

К_А  + К_Б = 1.

Если непрерывно измерять r_см, то при заданных величинах , и с  учетом, что К_Б = 1 - К_А, нетрудно найти мгновенные концентрации чистых жидкостей в рассматриваемом сечении

             .                (1)

Для непрерывного (автоматического) измерения плотности перекачивающей жидкости создан ряд приборов.

Плотномер рекомендуется устанавливать на байпасе перед перекачивающей станцией или конечным пунктом. Перед прибором размещается фильтр, из которого очищенная жидкость по двум патрубкам 10  поступает в плотномер.

С изменением плотности жидкости, проходящей через плотномер, изменяется величина архимедовой подъемной силы, действующей на поплавок. В результате поплавок 2 вместе с петлей 3 и плунжером 6 получает вертикальное перемещение. Для  того чтобы это перемещение находилось в определенных пределах, служит узел стабилизации положения поплавка, действие которого также основано на использовании архимедовой силы. Предположим, что плотность смеси стала меньше и поплавок  опускается. При этом стержень 4, жестко связанный с петлей 3 опускается в сосуд с ртутью.