Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Metodichka_po_SiPSP_redakt.doc
Скачиваний:
130
Добавлен:
10.11.2019
Размер:
1.06 Mб
Скачать

3 Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газу и по жидкости

Средняя скорость газа в сепараторе Wгср должна быть несколько меньше расчетной скорости оседания частиц жидкости Wч, определяемой формулой Стокса:

а) Re =< 1

Wч = , м/с (3.1)

где:

d - диаметр оседающей или всплывающей частицы (жидкости, газа), м; ρч и ρг – соответственно, плотность жидкости и газа в условиях сепаратора, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; μг - абсолютная вязкость газа, Па*с

б) 2 < Re =< 500, формула Аллена

Wч = (3.2)

в) Re > 500, формула Ньютона- Ритингера

Wч = (3.3)

Условие осаждения частицы: Wч - Wг > 0 (3.4)

На практике при расчетах принимается, что Wч =1.2*Wг (3.5)

Пропускная способность вертикального сепаратора по газу связана со скоростью газа следующим уравнением:

V = , (3.6)

где:

Wг - скорость подъема газа в вертикальном сепараторе, м/сек; F - площадь поперечного сечения сепаратора, м2; Р1 и Ро - соответственно давление в сепараторе и нормальное давление (101.3 * 10 3), Па; Т и Т0 - соответственно рабочая температура в сепараторе и нормальная (273 К); z - коэффициент сверхсжимаемости газа.

Отсюда:

Wг = , м/с (3.7)

Подставив уравнения (3.1) и (3.7) в (3.5) получаем:

=

или

V = , м3/сут (3.8)

Расчет вертикальных гравитационных сепараторов по жидкости сводится к выполнению условия, чтобы скорость подъема уровня жидкости Wж в них была меньше скорости всплывания газовых пузырьков, т.е.

Wж < Wг (3.9)

Скорость всплывания пузырьков газа Wг в жидкости можно определять по формуле Стокса (3.1), заменив в ней динамическую вязкость газа μг на динамическую вязкость жидкости μж.

Учитывая соотношение (3.9), пропускную способность вертикального сепаратора по жидкости можно записать в следующем виде:

Wж = < (3.10)

или

Qн < (3.11)

После подстановки в формулу (3.11) величин F = , g = 9.81м/с2, и соотношения Wг = 1.2*Wж, получим:

Qн = , м3/сут (3.12)

Задача 3.1

При прохождении нефтегазовой смеси через штуцер в сепараторе образуются капли нефти диаметром 30 мкм. Смесь находится под давлением 2 МПа при 293 К. Найти скорость осаждения капель нефти и определить пропускную способность вертикального гравитационного сепаратора по газу, если его диаметр 0.9м, ρн = 800 кг/м3 ρог = 1.21 кг/м3, Z = 1, μг = 0.000012 Па*с (вязкость газа в рабочих условиях).

Дано: D = 0.9 м, P = 2 МПа, T = 293 К, Z = 1, d = 30 мкм, ρн = 800 кг/м3, ρо = 1.21 кг/м3,

μг = 0.000012 Па*с

Найти: Wн =?, V =?

Решение:

1. Определим плотность газа в условиях сепаратора:

ρг = = = 22.3 кг/м3

2. Рассчитаем скорость осаждения капли нефти заданного диаметра:

Wн = = = 0.0318 м/c

3.Чтобы рассчитать пропускную способность сепаратора по газу необходимо знать скорость газа. Поскольку должно выполняться условие Wн = 1.2*Wг, чтобы происходило осаждение капель нефти, отсюда

Wг = = = 0.0265 м/сек

4. Пропускная способность по газу:

V = = = =26781.2 м3/сут

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]