Т. 327, № 4

Сопротивление пылевого осадка в щелевом фильтре

Актуальность работы. Природный газ, добываемый из скважин на месторождениях, не является товарной продукцией, так как содержит множество примесей, в том числе механических. Поэтому добытый газ направляется на установки комплексной подготовки газа, где одним из этапов технологического цикла является очистка от механических примесей. Актуальность работы обусловлена необходимостью изучения гидравлического сопротивления пылевого осадка в новом, ранее не изученном устройстве для очистки запыленных газов фильтрованием - щелевом фильтре. Существующие сегодня методы расчета прироста гидравлического сопротивления не применимы для данных пылеулавливающих устройств. Цель исследования: проведение лабораторных испытаний щелевого фильтра с целью определения вариантов формирования осадка и их математического описания и разработка методики расчета прироста гидравлического сопротивления при очистке запыленных газов. Методы исследования основаны на результатах физического моделирования процесса фильтрования запыленных газов с целью определения прироста гидравлического сопротивления и теоретическом анализе уравнения Дарси для механизмов образования осадка и закупоривания пор применительно к щелевому фильтру. Результаты. Представлены теоретические зависимости по расчету гидравлического сопротивления при очистке запыленных газов в щелевом фильтре для механизмов фильтрования с образованием осадка и с закупориванием пор, полученные на основе преобразований уравнения Пуазейля. Рассмотрено сравнение расчетных данных с использованием этих уравнений с опытными данными. Показано, что сходимость опытного и расчетного прироста сопротивления по механизму с образованием осадка составляет в среднем 10 %, а по механизму с закупориванием пор наблюдалось существенное отклонение более чем в 100 %. Представлена зависимость по расчету удельного сопротивления пылевого осадка, которая в отличие от уравнений Эргана и Козени-Кармана учитывает кривизну каналов в слое пыли. Предложена математическая модель, учитывающая механизм фильтрования с образованием осадка, которая положена в основу расчета гидравлического сопротивления щелевого фильтра. Выводы. Разработанная методика расчета позволяет с достаточной степенью точности рассчитать гидравлическое сопротивление щелевого фильтра с учетом характеристик фильтрующей перегородки и физических свойств пыли и газа в зависимости от скорости потока, продолжительности очистки и запыленности газа. Данная методика позволяет моделировать и проектировать щелевые фильтры с минимальным значением гидравлического сопротивления, что позволит снизить эксплуатационные затраты.

Ключевые слова:

электронный ресурс, щелевые фильтры, гидравлическое сопротивление, фильтрование, закупоривание, поры, осадки, осадкообразование, образование, пылеочистка,

Авторы:

Зыкова Юлия Александровна

Самохвалов Николай Митрофанович

Виноградов Владимир Владимирович

Скачать PDF