CC BY
4
материалов в среде активных двухатомных газов. В случае же такого поведения в порошковой среде возможно возникновение диссипативных структур.
В качестве перспективы дальнейших исследований в части математического описания неравновесных, стационарных состояний за границами термодинами-
ческой ветви авторы видят, в частности, повышение адекватности используемых кинетических моделей: учет в математическом описании таких факторов, как движение газа в системе (конвекция и диффузия), учет в системе моделей наличия в системе аллотропных модификаций кислорода.
Литература
1. Скороход, В.В. О динамическом характере устойчивости в порошковых реагирующих системах [Текст] / В.В. Скороход, В.П.
Солнцев //Доп. НАНУ.-2001.-№ 11.-С.74-80.
2. Солнцев, В.П. Коллективные процессы при реакционном спекании с участием жидкой фазы [Текст] / В.П. Солнцев, В.В Ско-
роход, Т.А. Солнцева // Порошковая металлургия, 2010.- №3/4.- С. 22 - 29.
3. Солнцев, В.П.. Модель колебательного реакционного процесса в неравновесной трехкомпонентной системе V-Nb-Se / В.П.
Солнцев, В.Г Филин // Письма в ЖТФ, 1986, т.12, №15.- С. 902-905.
4. Мягков, В.Г. Автоволновой процесс окисления плёнок железа [Текст] / В.Г. Мягков, Г.И. Фролов // Письма в ЖТФ. - 1990.
- Т. 14, В.23.- С. 1-4.
5.Ляхов, Н.З. Природа гетерогенности и макрокинетика топохимических реакций разложения твердых тел [Текст] / Н.З. Ляхов // Изв. СО АН СССР,1985,№5,сер. Хим. наук, вып.2, с3-18.
6.Лима-де-Фариа, А. Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции [Текст] / А. Лима-де-Фариа. - [пер. с англ.]. - М: Мир, 1991. - 451 с.
-□ □-
В статт{розглянут{ тдходи до досл1д-ження 1Ф газосепарацйного обладнання, проведена обробка експериментальних даних та отримаш полтоми для розра-хунку швидкост1 газу
Ключов1 слова: сепаращя, обробка,
полтом, швидтсть □-□
В статье рассмотрены подходы к исследованию ИФ газосепарационно-го оборудования, проведена обработка экспериментальных данных и получены полиномы для расчета скоростей газа
Ключевые слова: сепарация, обработка, полином, скорость □-□
The article considers the approaches to the study of IF gas separation equipments, carried out processing of experimental data obtained for the calculation of polynomials of gas velocities
Key words: separation, processing, poly-
nomial,velocity -□ □-
УДК 66.074.1:547.912
РАСЧЕТ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА В КАНАЛЕ ИНЕРЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩЕГО (ИФ) СЕПАРАТОРА
А.В. Логвин
Ассистент*
Контактный тел.: (0542) 68-77-95, 050-137-31-56
E-mail: fench@ukr.net Аль Раммахи Мустафа М.М.
Аспирант*
Контактный тел.: (0542) 68-77-95, 095-662-88-80 E-mail: engmustafa@ukr.net *Кафедра процессов и оборудования химических и нефтеперерабатывающих производств Сумский государственный университет ул. Римского-Корсакова, 2, г. Сумы, Украина, 40000
1. Введение
Интенсивное развитие сепарационной техники подталкивает к улучшению методик расчета геометрических размеров аппаратов в зависимости от режимных параметров установки. Для этого необходимо проводить комплексное исследование и моделирование работы сепарационных элементов.
Для проведения расчета траектории движения необходимо подобрать математические выражения, которые описывают зависимости составляющих скорости газа (V и V) от геометрических размеров канала. Для этого изготовлен специальный стенд, конструкция которого представлена в работе [1], а параметры гофры представлены на рис. 1. В конструкцию образца внесены изменения - канал располагается на прямоуголь-
Восточно-Европейский журнал передовым технологий
ной сетке с координатными осями X и ^ что позволяет с высокой точностью позиционировать зонд.
Рис. 1. Исследуемые геометрически размеры криволинейного сепарационного канала: L — длина прямолинейного участка, м; R — радиус криволинейного участка, м; а — угол раскрытия гофры, град.
Также авторами работы [2] предпринята попытка выдачи начальных условий для расчета траектории капли, но как показал дальнейший расчет - зависимость 2 й степени не дает необходимой точности, поэтому сделано предположение об увеличении степени полинома до 6.
Для выявления особенностей работы оборудования на различных режимах, в процессе проведения экспериментов, изменялись геометрические параметры: радиус гофры, угол раскрытия гофры и длина прямолинейного участка. Теоретическое описание процессов, происходящих при изменениях геометрии дано в работе [3].
Диапазон изменения параметров: нагрузка по газу: 0,2-0,306 м3/с. L=100, 150, 200 мм. Я=25, 55, 100 мм. а=600, 900, 1200. Расстояние между гофрами - 100 мм.
В результате накопления и обработки данных получены графики составляющих скоростей Vx и V}', которые аппроксимировано полиномом. Полученные в результате физического моделирования данные представлены в виде графических зависимостей на рис. 2.
Снижение максимального значения составляющей скорости V при увеличении координаты Х наблюдается вследствие перераспределения скоростей при переходе от гофры к гофре и изменение ее значения на противоположное.
Максимальное значение скорост на графиках показывает область потока с наибольшими скоростями, которая смещается от центра к стенке за счет перераспределения скоростей при переходе от гофры к гофре.
Приведенные графики аппроксимированы полиномом (1)
V = Л0 + А1 ■ у + А2 ■ у2 + Аз ■ у3 + Л4 ■ у4 + Л5 ■ у5 + Л6 ■ у6, (1)
где А0-А6 - динамические коэффициенты, зависящие от координаты Х.
Y - координата расположения точки расчета скорости в сечения канала, м.
В результате проведения анализа на значимость составляющих в динамических коэффцициентах, наиболее целесообразно их описывать следующим полиномом:
Л = В0 + В1 ■ х + В2 ■ х2 + В3 ■ х3 + В4 ■ х4 + В5 ■ х5 + В6 ■ х6 (2)
Для примера приводим один из результатов расчета для коэффициента А0 при Ц=0.306 м3/с:
Л0 = 0.0007663-0.0238833 ■ х + 0.0394205 ■ х2-
-0.0226634 ■ х3 + 0.0060747 ■ х4-
-0.000826 ■ х5 + 0.0000552 ■ х6-1.44.0.000001 ■ х7
(3)
Графические зависимости изменения всех коэффициентов представлены на рис. 3.
Графики иллюстрируют цикличность изменения коэффициентов, что соответствует геометрии канала. Исходя из вышеизложенного, так как составляющая скорости Уу изменяет свой знак на противоположный при переходе от гофры к гофре, то и коэффициенты подчиняются этому закону.
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
2> Г
Сечение, Х=0,06 м Сечение, Х=0,12 м Сечение, Х=0,24 м
5 10
Составляющая скорости Уу,м/с
15
Рис. 2. Пример эпюры скоростей по сечению канала при фиксированном значениях параметра Х
0
0
10 8 6 4
г о -2 -4 -б -8 -10
!!—FTi/jr
IU 41 U ^V б IU 1U UU Чу^ 1г
■AI
■ А2
х,мм ■A3 —■— АО
-A4
А5
Аб
Рис. 3. Изменение коэффициентов А0-А6 в полиноме для расчета составляющей скорости Vy, при R=55 мм, L=200 мм, а=1200, ширина канала — 100 мм. Расход газа Q=0.306 м3/с
Врезультатепро-ведения расчетов получены функциональные зависимости для определения скорости газа в канале ИФ газосе-парационного элемента, что позволяет рассчитать скорость капель и их траекторию. Исследование траектории движения капель различного диаметра дает возможность определить место оптимального расположения фильтрующего элемента.
Далее приводим пример подстановки полученных коэффициентов в полином, который позволяет рассчитать скорость газового потока в зависимости от координаты Y при фиксированном значении Х=0.12 м.
V = -0.0354-48848 ■ у +
У и
+1.52.106 ■ у2-7.06.107 ■ у3 + +1.16.108 ■ у4 + 4,17.108 ■ у5 + +1,02.109 ■ у6
16 14 12 10 8 6 4 2 0
0,080
•Эксперимент •Расчет
0,100
0,120
0,140
0,160 0,180
0,200
0,220
Рис. 4. Сравнение расчетных и экспериментальных значений скорости газа в канале ИФ сепаратора, при R=55 мм, L=200 мм, а=1200, ширина канала — 100 мм. Расход газа
Q=0.306 м3/с
Литература
1. Склабшський В.1. Планування фiзичного моделювання гщродина1шчних процеав у шерцшно-фшьтруючих сепарацшних елементах / Склабшський В.1., Ляпощенко О.О., Логвин А.В.// Сборник научных работ VIII Всеукраинской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов.). - Кременчуг , 2011. - С. 35-37.
2. Логвин А.В. Отримання початкових даних для математичного моделювання газодинашки газового потоку в каналi iф сепаратора/Логвин А.В., Мустафа Аль-Раммах1 М.М., Склабшський В.I.//Збiрник тез доповщей 14 Всеукрашсько! науко-во-практично! конференцй Лнновацшний потенщал украшсько! науки - XXI сторiччя". Режим доступу: http://nauka.zinet. info/14/logvin.php.
3. Мустафа Аль Раммахи, А. В. Логвин, О. О. Ляпощенко. / Фiзична модель руху газокраплинних потокiв сепарацiйними каналами та фшьтруючими секцiями iнерцiйно-фiльтруючих газосепараторiв// Нафтогазова енергетика. - 1вано- Франгавськ, №2, 2011. с 5-7.
