Способ дегазации жидкости и устройство для его осуществления

(54) СПОСО И УСТРОИС ЛЕНИЯ (57) Изобре в энергетиче промышленн производства инте нсифика новременном щении конст ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструкторско-техногическое бюро Института технической меники АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР1237704, кл. В 01 0 19/02, 1984.Авторское свидетельство СССР1326312, кл. В 01 0 19/00, 1985,Б ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОСТИ ТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВение может быть использовано ской, химической и нефтяной сти, в опреснительных и других х. Целью изобретения является ция процесса дегазации при одснижении энергозатрат и упрорукции устройства. Сущность способа состоит в том, что дегазацию жидкости проводят в кавитирующем потоке, причем в потоке создают оседлую пульсирующую кавитационную полость с периодически отрывающейся и сносимой по потоку ее частью, для чего поток сужают, а затем внезапно расширяют, при этом отношение давления за сужением потока к давлению перед ним выдерживают равным не более 0,15, после чего производят закрутку потока. Устройство для осуществления способа содержит подводящий и отводящий жидкость патрубки, сужающе-расширяющийся насадок с цилиндрическим каналом с длиной, равной 0,6 - 2 его диаметра со скругленной кромкой на входе, причем радиус скруглення равен 0,2 - 0,4 диаметра критической части насадка, а диффузорная часть насадка выполнена с углом раскрытия более 15. Насадок тангенциально подсоединен к цилиндрическому резервуару, в нижней части которого установлен подпорный вентиль, а в верхней центральной части - расходный жиклер. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к способам и устройствам для отделения газов от жидкости и может быть применено в энергетической, химической и нефтяной промышленности, в опреснительных установках и других производствах.Целью изобретения является интенсификация процесса,Способ осуществляют следующим образом.В потоке создают оседлую пульсируюшую кавитационную полость с периодически отрывающейся и сносимой по потоку ее частью, для чего поток сужают, а затем внезапно расширяют, при этом отношение давления за сужением потока к давлению перед ним выдерживают равным не более 0,15, после чего производят закрутку потока.На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ дегазации жидкости,Устройство содержит подводящий 1 и отводящий 2 жидкость патрубки, насадок с цилиндрическим каналом 3 с длиной, равной 0,6 - 2 его диаметра, со скругленной кромкой 4 на входе, причем радиус скругления равен 0,2 - 0,4 диаметра критической части 3 насадка, а диффузорная часть 5 насадка выполнена с углом раскрытия более 15. Насадок тангенциально подсоединен к цилиндрическому резервуару 6, в нижней части которого установлен подпорный вентиль 7, а в верхней центральной части - расходный жиклер 8, Насадок имеет конфузор 9.Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следуюшим образом.Поток жидкости по подводяшему патрубку 1 подают под давлением Ро в сужающуюся часть насадка (конфузор 9), где скорость жидкости возрастает, достигая критической величины на входе 4 в цилиндрический канал 3, Давление у стенки цилиндрического канала 3 падает ниже давления, равного сумме парциальных давлений насыщенных паров жидкости и растворенных в ней газов, При этом происходит механический разрыв жидкости. В образовавшуюся каверну выделяется свободный и растворенный в жидкости газ, пары самой жидкости. Поэтому каверна растет, выходит из цилиндрического канала 3 в диффузорную часть 5 насадка,В зависимости от угла раскрытия диффузорной части канала р возможна реализация двух различных режимов кавитации, при которых в одном случае (при (15) в потоке жидкости образуется оседлая стационарная суперкавитационная полость, а в другом (при )15) - оседлая пульсирующая суперкаверна, Эти результаты подтверждаются как визуальными наблюдениями с применением высокоскоростной киносъемки, так и измерениями величин импульсов давления, создаваемых в потоке жидкости при схлопывании отрываюшихся частей суперкаверны. Экспериментально установлено, что частота отрыва и схлопывания диффузорной части каверны находится в прямо пропорциональной зависимости от отношения давления за и перед сужением Р(РО.При снижении величины отношения Р(Р возрастает время существования диффузорной части каверны, а следовательно, и время, в течение которого в кавитационную полость из жидкости выделяется растворенный и свободный газ, т, е, повышается степень дегазации, Помимо этого длина супер- каверны при значениях отношения Р/Ро менее 0,15 резко возрастает. Соответственно возрастает площадь поверхности суперкаверны, а следовательно, и интенсивность процесса дегазации.В качестве конкретного примереа реализации предлагаемого способа исследовалась прозрачная модель устройства, работающего при постоянном давлении на входе Ро= =2,1 МПа. Когда давление за насадком Р выдерживалось равным 0,38 МПа, что соответствует параметру кавитации р 0,38Р 2 ГР - т= - =0,18,за сужаюше-расширяюшимся насадком с уг. лом раскрытия диффузорной части р, рав. ным 20, газовых пузырьков практически нет. При давлении Р=0,25 МПа, что соответствует параметру кавитации0,25т -=0,12.2,1 за насадком хорошо видны область схлопывания диффузорных частей каверн и движущиеся затем с потоком газовые пузырьки.Из-за кратковременности самого процесса схлопывания диффузорной части супер- каверны выделившийся в нее газ практически не успевает раствориться и в виде крупных пузырьков уносится потоком в цилиндрический резервуар 6, Здесь поток жидкости из-за тангенциального подсоединения насадка к резервуару закручивается, пузырьки газа из-за центрифугируюгцего эффекта быстро всплывают на поверхность и газ через расходный жиклер 8 удаляется, а дегазированная жидкость через подпорный вентиль 7 и отводящий патрубок 2 направляется потребителю,Величина отношения давлений Р(РО менее 0,15 обеспечивается подбором размера расходного жиклера 8 и регулировкой подпорного вентиля 7.Предлагаемый способ и устройство позволяют отделить практически все выделившиеся в суперкаверну газы. Это достигается за счет того, что диффузорная часть насадка выполнена с углом раскрытия более 15, в результате чего создается пульсирующая каверна. После схлопывания паров жидкости в оторвавшейся и сносимой по потоку1421363 Формула изобретения Составитель О. Калякина Реда кто р С. Пека рь Техред И. Верес Корректор М. Макснмишинец Заказ 4359/5 Тираж 642 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4части каверны находившиеся в ней газы в виде крупных пузырей движутся дальше с потоком. За счет закрутки потока и создаваемого при этом центробежного эффекта газовые пузыри быстро выплывают на поверхность и удаляются. При этом за счет установки расходного жиклера и подпорного вентиля в устройстве выдерживается оптимальное для его работы отношение рабочих давлений. Это обеспечивает значительно более высокую (на 15 - 30 о) по сравнению с прототипом степень дегазации при минимальных потерях паров самой дегазируемой жидкости. Кроме этого, отсутствие в предлагаемом устройстве вакуум-насосов существенно упрощает по сравнению с прототипом конструкцию и снижает энергозатраты. 1. Способ дегазации жидкости, включающий создание в потоке режима кавитации за счет его сужения и расширения, после чего производят закрутку потока, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, отношение давления за сужением 5 потока к давлению перед ним поддерживаютне более 0,15. 2. Устройство для дегазации жидкости,включающее подводящий и отводящий жидкость патрубки, насадок с конфузором, цилиндрическим каналом с длиной, равной 0,6 - 2 его диаметра, со скругленной кромкой на входе, причем радиус скругления равен 0,2 - 0,4 диаметра критической части насадка, и диффузорной частью, отличающееся 15 тем, что диффузорная часть насадка выполнена с углом раскрытия более 15, прн этом устройство снабжено цилиндрическим резервуаром, в нижней части которого установлен подпорный вентиль, в верхней части - расходный жиклер, а насадок соединен с резервуаром тангенциально.