RU1831366C - Gas-liquid separator - Google Patents

Gas-liquid separator

Info

Publication number
RU1831366C
RU1831366C SU904879249A SU4879249A RU1831366C RU 1831366 C RU1831366 C RU 1831366C SU 904879249 A SU904879249 A SU 904879249A SU 4879249 A SU4879249 A SU 4879249A RU 1831366 C RU1831366 C RU 1831366C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rib
gas
gas pipeline
liquid
screw
Prior art date
Application number
SU904879249A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Даниил Леонидович Зеликсон
Марк Михайлович Аринштейн
Анатолий Николаевич Вшивцев
Иван Иванович Сергеев
Original Assignee
Совместное Научно-Производственное Предприятие "Геокор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Совместное Научно-Производственное Предприятие "Геокор" filed Critical Совместное Научно-Производственное Предприятие "Геокор"
Priority to SU904879249A priority Critical patent/RU1831366C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1831366C publication Critical patent/RU1831366C/en

Links

Abstract

Использование: дл  разделени  двухфазных сред, в частности, при трубопроводном транспорте газа. Сущность изобретени : в газожидкостном сепараторе, содержащем газопровод с винтовым ребром и боковым отводом, установленным под от- бортовкой фасонной диафрагмы, размещенной внутри газопровода, винтовое ребро выполнено с шагом t 2тг Rtg высота ребра выбрана из услови  0,0015 h/R 0,032, ребро выполнено с Т-образным поперечным сечением и дренажными отверсти ми в нижней части газопровода, при этом концевой виток ребра введен в устье отвода. 2 ил.Usage: for the separation of biphasic media, in particular during gas pipeline transport. SUMMARY OF THE INVENTION: in a gas-liquid separator containing a gas pipeline with a screw rib and a side outlet installed under the flange of the shaped diaphragm located inside the gas pipeline, the screw rib is made with a step t 2tg Rtg the height of the rib is selected from the condition 0.0015 h / R 0.032, rib made with a T-shaped cross section and drainage holes in the lower part of the gas pipeline, while the end turn of the rib is introduced into the mouth of the branch. 2 ill.

Description

СОWith

сwith

Изобретение относитс  к аппаратам разделени  двухфазных сред, конкретно, к сепараторам газожидкостных потоков и может быть использовано в трубопроводном транспорте газа, когда жидка  фаза образует пленочное течение.The invention relates to apparatuses for separating two-phase media, in particular to gas-liquid flow separators, and can be used in pipeline gas transportation when the liquid phase forms a film flow.

Цель изобретени  - повышение эффективности сепарации относительно эффективности одной ступени сепарации при понижении гидравлических потерь.The purpose of the invention is to increase the separation efficiency relative to the efficiency of one separation stage while reducing hydraulic losses.

На фиг.1 - сечение газопровода с элементами сепаратора; на фиг.2 - сечение винтового ребра с дренажным отверстием.Figure 1 - cross section of the gas pipeline with the elements of the separator; figure 2 is a cross section of a helical rib with a drainage hole.

Газожидкостной сепаратор смонтирован внутри газопровода 1, снабженного отводом 2 дл  удалени  жидкой фракции, установленным под отбортовкой фасонной . диафрагмы 3, направленной против течени  газа, изображенного стрелкой. Фасонна  диафрагма выполнена со скругленным входом газа и карманом с тыловой стороныA gas-liquid separator is mounted inside the gas pipeline 1, equipped with a branch 2 for removing the liquid fraction, installed under the flare shaped. a diaphragm 3 directed against the gas flow shown by an arrow. The diaphragm is made with a rounded gas inlet and a pocket on the rear side

отбортовки дл  обеспечени  наименьшего входного сопротивлени  - снижени  гидравлических потерь и надежного улавливани  жидкости. Последнее означает, что карман предотвращает переток жидкости со стенки диафрагмы на ее вход. В отвод 2 тангенциально введен кольцевой виток винтового ребра 4 с Т-образным поперечным сечением. Винтовое ребро направлено от диафрагмы в сторону, противоположную направлению течени  газа и имеет шаг винтовой линии меньше произведени  длины окружности внутреннего диаметра газопровода 1 на тангенс эффективного критического угла подъема винтового ребра 4. т.е.: t 2rRtg Озф(1)flanges to provide the smallest input impedance — to reduce hydraulic losses and to reliably trap fluids. The latter means that the pocket prevents fluid from flowing from the diaphragm wall to its entrance. An annular coil of a helical rib 4 with a T-shaped cross section is tangentially introduced into the outlet 2. The helical rib is directed from the diaphragm in the direction opposite to the direction of gas flow and has a helix pitch less than the product of the circumference of the inner diameter of the gas pipeline 1 by the tangent of the effective critical angle of elevation of the helical rib 4. i.e.: t 2rRtg Ozf (1)

Высота винтового ребра h должна удовлетвор ть условию The height of the screw rib h must satisfy the condition

0,005 h/R 0,032(2)0.005 h / R 0.032 (2)

Указанные соотношени  завис т от внутреннегй радиуса газопровода t. причемThe indicated ratios depend on the internal radius of the gas pipeline t. moreover

0000

соwith

соwith

о оoh oh

соwith

эффективный критический угол подъема находитс  экспериментально или рассчитываетс  теоретически из услови , чтобы при закрутке жидкой пленки винтовым ребром 4. частицы жидкости не срывались под действием силы т жести с потолочной части газопровода, т.е. чтобы центробежна  сила вращени  была равна силе т жести. Указанное равенство сил определ етс  равенством ускоренийthe effective critical angle of elevation is determined experimentally or calculated theoretically from the condition that when the liquid film is twisted by a screw rib 4. the liquid particles do not break off under the action of gravity from the ceiling of the gas pipeline, i.e. so that the centrifugal force of rotation is equal to the force of gravity. The indicated equality of forces is determined by the equality of accelerations

(3)(3)

где g - ускорение силы т жести;where g is the acceleration of gravity;

ш - углова  частота вращени  пленки;w is the angular frequency of rotation of the film;

R.- радиус газопровода. 2пмR.- radius of the gas pipeline. 2 pm

а)-ta) -t

где t - шаг винтового ребра;where t is the pitch of the helical rib;

V - окружна  скорость жидкой пленки.V is the circumferential velocity of the liquid film.

Простейшие преобразовани  формул (3) и (4), с учетом (1) даст значение эффективного критического угла подъемаThe simplest transformations of formulas (3) and (4), taking into account (1), will give the value of the effective critical angle of elevation

tg оЬф V / /fVtg bf V / / fV

(5)(5)

Радиус труб реальных газопроводов находитс  в диапазоне 75 мм - 750 мм. Окружна  скорость жидкой пленки измен етс  в очень узком диапазоне скорости 0,5-1 м/с в пограничном слое жидкости и газа при средней осевой скорости газа 5 м/с - 30 м/с, поэтомуThe radius of the pipes of real gas pipelines ranges from 75 mm to 750 mm. The peripheral velocity of the liquid film varies in a very narrow range of velocity of 0.5-1 m / s in the boundary layer of liquid and gas with an average axial velocity of gas of 5 m / s - 30 m / s, therefore

20° «эф 50°20 ° "eff 50 °

Дл  газопровода с внутренним диаметром 1 м эффективный критический угол составл ет 24°, тогда шаг винтового ребра 4, должен быть меньше 1,4м. Практически целесообразно выбрать шаг t 0,4-1,2 м.For a gas pipeline with an internal diameter of 1 m, the effective critical angle is 24 °, then the pitch of the screw rib 4 should be less than 1.4 m. It is practically advisable to choose a step t of 0.4-1.2 m.

Соотношение (2) обеспечивает закрутку жидкой пленки без закрутки газовой компоненты потока и найдено из услови , что высота ребра такова, чтобы ребро 4 было погружено в ламинарный подслой турбулентного пограничного сло  газа и выступало над жидким пограничным слоем. Отсюда рассчитаны коэффициенты 0,032 и 0,0015. Численно дл  того же диаметра (1 м) высота ребра выбираетс  в пределах 5-15 мм.Relation (2) ensures the swirling of the liquid film without swirling the gas component of the flow and is found from the condition that the height of the rib is such that rib 4 is immersed in the laminar sublayer of the turbulent gas boundary layer and protrudes above the liquid boundary layer. From here the coefficients 0.032 and 0.0015 are calculated. Numerically for the same diameter (1 m), the height of the rib is selected within the range of 5-15 mm.

В нижней части газопровода 1 в стенке винтового ребра 4 выполнены дренажные отверсти  5 (фиг.2) в случае, если число витков винтового ребра 4 больше единицы. Дренажные отверсти  предназначены дл  перетока жидкой пленки при ее избыточном количестве у дна газопровода. Обычно это  вление редкое, так как пленочное течениеIn the lower part of the gas pipeline 1, drainage holes 5 are made in the wall of the screw rib 4 (FIG. 2) in case the number of turns of the screw rib 4 is more than one. The drainage holes are intended for the overflow of liquid film when there is an excess of it at the bottom of the gas pipeline. Usually this phenomenon is rare, since the film flow

равномерно распределено по поверхности газопровода 1, Однако при залповых выбросах жидкости в газопровод, дренажные отверсти  5 повышают дополнительноevenly distributed over the surface of the gas pipeline 1, however, with volley discharges of liquid into the gas pipeline, the drainage holes 5 increase further

эффективность сепарации, это же обеспечивает плавный тангенциальный ввод жидкости вдоль ребра 4 в отвод 2.separation efficiency, this also provides a smooth tangential fluid injection along the edge 4 in the outlet 2.

В процессе работы газожидкостного сепаратора подают среду в газопровод 1 поIn the process, the gas-liquid separator serves the medium in the gas pipeline 1 through

направлению стрелки {фиг, 1). Винтовое ребро 4 закручивает жидкую пленку, омывающую стенки газопровода 1. При этом, благодар  тому, что высота ребра ограничено соотношением (2) и ребро погружено вdirection of arrow (FIG. 1). The screw rib 4 twists the liquid film washing the walls of the gas pipeline 1. Moreover, due to the fact that the height of the rib is limited by relation (2) and the rib is immersed in

5 ламинарный подслой турбулентного пограничного сло , вращение жидкости не успевает передатьс  газовой компоненте. Газ поступает без вращени  через фасонную диафрагму 3 очищенным от жидкой фрак0 ции, закрученна  пленка отсекаетс  этой диафрагмой и направл етс  вдоль кольцевого винта ребра 4 в устье отвода 2. Посредством отвода 2 отсепарированна  жидкость покидает газопровод 1. Т-образный проф5 иль поперечного сечени  винтового ребра 4 предохран ет от перетока жидкости через кромку ребра. Выбранный шаг, меньший критического по условию (1). обеспечивает прилипание жидкости (безотрывное тече0 ние) в потолочной части газопровода 1, благодар  тому, что центробежное ускорение превышает ускорение силы т жести.5, the laminar sublayer of the turbulent boundary layer, the rotation of the liquid does not have time to transmit to the gas component. The gas enters without rotation through the shaped diaphragm 3 cleaned of liquid fraction, the twisted film is cut off by this diaphragm and directed along the annular screw of the rib 4 at the mouth of the outlet 2. By means of the outlet 2, the separated liquid leaves the gas pipeline 1. A T-shaped profile of the cross section of the screw rib 4 prevents fluid from flowing over the edge of the rib. The selected step is less than critical by condition (1). ensures liquid adhesion (continuous flow) in the ceiling part of gas pipeline 1, due to the fact that centrifugal acceleration exceeds the acceleration of gravity.

Таким образом, выбор геометрических соотношений, формы винтового petipa и егоThus, the choice of geometric relationships, the shape of the screw petipa and its

5 расположени  относительно диафрагмы и отвода, обеспечивают повышение эффективности сепарации жидкопленочного течени  в газе, благодар  закрутке только жидкой фазы без газа при безотрывном те0 чении жидкости вдоль ребра и в отводе. Исключены также разбрызгивание жидкости и вторичный унос капель. При этом имеют место уменьшение гидравлических потерь, так как газова  компонента не за5 кручиваетс . Не возникает также дополнительных турбулентных потерь, так как ребро не выступает за ламинарный подслой турбулентно пограничного сло  газа. Уменьшаютс  гидравлические потери трени  газа, так5 positions relative to the diaphragm and the outlet, provide an increase in the efficiency of separation of the liquid film flow in the gas, due to the twisting of only the liquid phase without gas during continuous flow of liquid along the rib and in the drain. Liquid spatter and secondary entrainment of droplets are also excluded. In this case, a decrease in hydraulic losses takes place, since the gas component does not twist. No additional turbulent losses also occur, since the rib does not protrude beyond the laminar sublayer of the turbulent boundary layer of gas. The hydraulic loss of friction gas is reduced, so

0 как жидка  пленка распределена с помощью винтового ребра равномерно по внутренней поверхности газопровода и затапливает все шероховатости стенки газопровода .0 as a liquid film is distributed with the help of a helical rib evenly along the inner surface of the gas pipeline and floods all the roughnesses of the gas pipeline wall.

5 Достигаема  эффективность сепарации по жидкой пленке составл ет 100% без учета уноса жидкости в аэрозольном и парообразном состо нии. Эти виды уноса и не предназначены дл  улавливани  данным сепаратором . Гидравлическое сопротивление5 The achieved efficiency of liquid film separation is 100%, excluding fluid entrainment in the aerosol and vapor state. These types of entrainment are not intended to be captured by this separator. Hydraulic resistance

по сравнению с прототипом снижено на 15%.compared with the prototype is reduced by 15%.

Формул а изобретени   Газожидкостный сепаратор, содержащий газопровод с винтовым ребром и боко- вым отводом, установленным под отбортовкой фасонной диафрагмы, размещенной внутри газопровода, отличающийс  тем, что. с целью повышени  эффективности сепарации при снижении гидравлических потерь, винтовое ребро выУ///////////////// ,SUMMARY OF THE INVENTION A gas-liquid separator comprising a gas pipeline with a helical rib and a side bend installed under a flange of a shaped diaphragm located inside the gas pipeline, characterized in that. in order to increase the separation efficiency while reducing hydraulic losses, the screw rib you // ///////////////,

полнено с шагом t, определ емом из услови is completed with a step t determined from the condition

t 27rRtgOa0, где R - внутренний радиус газопровода;t 27rRtgOa0, where R is the internal radius of the gas pipeline;

Оэф - эффективный критический угол подь- ема винтового ребра, равный 20й Оэф 50°, высота ребра h выбрана из- услови  0,0015 h/R 0.032, ребро выполнено с Т-образным поперечным сечением и дренажными отверсти ми в нижней части газопровода , при этом концевой виток ребра расположен в устье отвода. Oeff is the effective critical angle of elevation of the screw rib equal to the 20th Oeff 50 °, the height of the rib h is selected from the condition 0.0015 h / R 0.032, the rib is made with a T-shaped cross-section and drainage holes in the lower part of the gas pipeline, this end of the rib is located at the mouth of the branch.

SU904879249A 1990-10-04 1990-10-04 Gas-liquid separator RU1831366C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904879249A RU1831366C (en) 1990-10-04 1990-10-04 Gas-liquid separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904879249A RU1831366C (en) 1990-10-04 1990-10-04 Gas-liquid separator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1831366C true RU1831366C (en) 1993-07-30

Family

ID=21543380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904879249A RU1831366C (en) 1990-10-04 1990-10-04 Gas-liquid separator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1831366C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 1917643. кл. В 04 С 3/04, 1933. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6540917B1 (en) Cyclonic inertial fluid cleaning apparatus
US4390351A (en) Gas-liquid separator
US3641745A (en) Gas liquid separator
US3793812A (en) In-line multitube centrifugal separator
CN105148625B (en) Vortex tubular gas-liquid separator
US5108608A (en) Cyclone separator with multiple outlets and recycling line means
EP0475252A1 (en) Gas-liquid separator
US4710299A (en) Cyclone separator
RU1831366C (en) Gas-liquid separator
EP0295251A4 (en) Cyclone separator.
GB2263652A (en) Hydrocyclone
JPS6330055B2 (en)
SK279559B6 (en) Dipping tube of a device for separating of at least one substance of liquid or aqueous medium
US11571701B2 (en) Cyclone separator and methods of using same
RU2221625C1 (en) Small-sized highly-efficient separator
CN105999869A (en) Self-circulation two-stage axial gas-liquid separation cyclone tube
US11439936B2 (en) Separator for a gaseous fluid
US5163986A (en) Vortex chamber separator
EP0203065B1 (en) Cyclone separator
RU2244584C1 (en) Small-sized high performance separator "kolibry" ("humming-bird")
EP0240486B1 (en) Cyclone separator
EP0843596A1 (en) Hydrocyclone
RU2782937C1 (en) Flow separating device on swirling flow
US20230080346A1 (en) Systems, methods, and devices for removing contaminants from stormwater
RU6349U1 (en) TURBULENT-VORTEX CLEANER