Изучение гидродинамических процессов, происходящих в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате без рециркуляции фаз, страница 3

Для создания методики гидродинамических расчётов КСИА необходимо знать начало устойчивой работы аппарата, которое выражается в определении той минимальной скорости течения жидкости по опускной трубе, , при которой наступает устойчивый стационарный пузырьковый режим.

Исследованием условий начала устойчивой работы кожухотрубного струйно-инжекционного аппарата, в частности, занимался Ибрагимов С.Х. Однако его исследования проводились при работе только основного сопла. Работ, касающихся определения начала устойчивой работы КСИА с 2-мя соплами пока не было сделано. Поэтому для изучения гидродинамической обстановки в аппарате эта задача становится одной из самых важных в данной работе.

Целью данной работы являлось задача, получения зависимостей, описывающих начало устойчивой работы КСИА повышаемой производительности по газовой фазе. Конструкция такого аппарата описана в работе [2]. Её принципиальное отличие от исследованных ранее лишь в установке дополнительного сопла над сливной трубой. Однако, в этой работе была также предпринята попытка учесть ряд параметров, которые не были учтены ранее и по мнению авторов расширяют возможности конструкторской вариации.

К такому параметру следует отнести давление газовой фазы в газовых ёмкостях 1 и 2,  и . Эксперименты проводились согласно методике представляемой в работе [ ].

В результате проведённых экспериментов и обработки опытных данных были получены зависимости для КСИА с повышенной производительностью по газовой фазе проточного типа

          (4)

где - диаметр основного сопла, м;

- уровень газожидкостной смеси в опускной трубе, м;

- диаметр труб КСИА, м;

 и - величина разряжения в камерах 1 и 2, соответственно.

6.2. Экспериментальные исследования уноса газа струями жидкости в КСИА без рециркуляции фаз.

Данные эксперименты были выполнены с целью проверки предложенной модели уноса газа свободными струями жидкости, и в случае положительного результата использовать её для расчёта QГ в аппарате без рециркуляцией фаз.

Экспериментальные исследования по изучению уноса газа свободными струями проводились на экспериментальной установке представленной на рис. 12.

Исследования были выполнены на системе воздух-вода, диаметр сопел варьировался в пределах d0=6÷10 мм.

В процессе эксперимента изменялся расход жидкости Q0 через сопло, который контролировался ротаметром 4 (рис. 12) и регулировался вентилем 21.

Диапазон изменения Q0 лежал в пределах 2,75∙10-4 м3/с до 6,55∙10-4 м3/с,     скорость истечения жидкости из сопел υ0 находилась в диапазоне от 4,7 м/с до 12,6 м/с.

В результате проведённых экспериментов были получены данные для всех выше упомянутых диаметров сопел. Приведённые ниже результаты (рис. 17 – 18) в наибольшей степени отражают характерные изменения значений Qг и i.

На рис. 17 представлен расход инжектируемого газа Qг струёй вытекающей из основного сопла в зависимости от расхода жидкости Qж. Как видно из рисунка с увеличением Qж во всех случаях Qг  возрастает достаточно интенсивно.

Обработка данных в виде зависимости i=f(Qж) представлена на рис. 18. Из рисунка видно, что действительно, наибольшее значение i было получено для линии соответствующей Qж= Qжmin. Для этого случая значения i лежат в пределах от 1 до 1,2, что соответствует данным большинства известных экспериментальных работ в области струйного инжектирования.


Рис. 17 Зависимость Qг от Qж.

Рис. 18 Зависимость i от Qж.

Рис. 18 Зависимость P2 от Qж2.

Рис. 19 Зависимость Qг от выражения.