Расчет диаметра регулировочной шайбы сепаратора

Очистку топлив, содержащих значительное количество во­ды, осуществляют в режиме пурификации. При этом необ­ходимо правильно выбрать размеры регулирования шай­бы с тем, чтобы, с одной сто­роны, обеспечить эффектив­ную сепарацию, с другой — не допустить выхода вместе с водой топлива.

Диаметр нейтрального слоя, м, по которому прохо­дит поверхность раздела фаз «топливо — вода», вычисляют по формуле Г. И. Бремера

где D — максимальный диаметр тарелки, м;

d_T — минимальный диаметр тарелки, м;

?_т, ?_в — соответственно доля топлива и воды в эмульсии (по объему).

Чтобы обеспечить непрерывный отвод из барабана сепа­ратора топлива и воды, необходимо соблюсти гидродина­мическое равновесие потоков поступающего топлива и вы­ходящего очищенного топлива и отделенной воды. Гидроди­намическое равновесие обеспечивают с помощью регули­ровочной шайбы, диаметр которой определяют из условия равенства давления отделенной сепаратором воды на по­верхность нейтрального слоя и давления на ту же поверх­ность топлива. Схему расчета регулировочной шайбы мож­но составить по рис. 56.

Должно быть соблюдено равенство

где р — давление на поверхность нейтрального слоя топлива, находящегося между уровнями А и В;

?р_АВ — потери давления на участке, заключенном между по­верхностями А и В;

р_СВ —давление на поверхность нейтрального слоя В отделен­ной из топлива воды между уровнями, заключенными между поверхностями С и В;

АРве — потери давления при движении воды на участке, за­ключенном между поверхностями В и С.

Давления р_АВ и р_СВ определяют по выражениям

где               ?_т — плотность топлива, кг/м³;

? — угловая скорость, с^-1;

r_н, r_т, r_в — соответственно радиус нейтрального слоя, вну­тренний радиус слоя топлива и слоя отделенной воды, м.

Потери давления ?р_АВ и ?р_ВС зависят от гидравличес­кого сопротивления в пакете тарелок и потерь на входе и выходе на соответствующих участках. С учетом принятой схемы расчета размер регулировочной шайбы, м, может быть найден так:

где D_H — диаметр нейтрального слоя, м;

?_т, ?_в — соответственно плотность топлива и отделенной воды;

d_n — диаметр выходного патрубка, м.

С увеличением плотности топ­лива радиус регулировочной шайбы нужно уменьшать, а с уменьшением плотности — увеличивать.

Таким образом с увеличением в топливе доли воды размер ре­гулировочной шайбы также не­обходимо увеличивать.

Размер регулировочной шай­бы влияет на эффективность очистки топлива в сепараторе. С увеличением диаметра шайбы

D_ш поверхность раздела фаз перемещается ближе к пери­ферии барабана и эффектив­ность очистки возрастает, а при уменьшении — эффектив­ность падает.

Влияние разме­ра шайбы на эффективность сепарации видно на рис. 57, где изображены зависимости относительной концентрации е_с от вязкости топлива при диаметре шайбы, равном 110 и 120 мм. Практически в 2 ра­за изменяется ?_с при различных шайбах. При слишком большом размере шайбы может быть перелив топлива. Следует отметить, при работе сепаратора в режиме пурификации производительность должна быть снижена для сохранения такой же степени очистки, что и в режиме кларификации, более чем на 30%.

Перед началом сепарации необходимо определить плот­ность нефтепродукта при температуре сепарации топлива. На каждой шайбе обычно нанесены 2 цифры: плотность неф­тепродукта и соответствующий ей диаметр шайбы, мм.

Для примера ниже приведены рекомендуемые диаметры шайб и плотности топлива для сепаратора PX-309-OOF фирмы «Лаваль» при температуре сепарации 80—100 °С:

Если необходимо подобрать шайбу для сепарации топлива, у которого при 15,5 °С плотность равна 0,87, то ее внутренний диаметр должен быть 127 мм. При этом температура сепарации должна лежать в пределах 80—100 ^сС.

При подогреве топлива изменяется его плотность, что необходимо учитывать. Зависимости плотности моторного топлива от температуры изображена на рис. 58.