RU2359743C1 - Method and device for mixing fluids - Google Patents
Method and device for mixing fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359743C1 RU2359743C1 RU2008101436/15A RU2008101436A RU2359743C1 RU 2359743 C1 RU2359743 C1 RU 2359743C1 RU 2008101436/15 A RU2008101436/15 A RU 2008101436/15A RU 2008101436 A RU2008101436 A RU 2008101436A RU 2359743 C1 RU2359743 C1 RU 2359743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing
- channels
- fluids
- mixed
- different cross
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гидро-газодинамическому оборудованию, а именно к установкам смешения двух и более текучих сред, в том числе газов, жидкостей и сыпучих тел, и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также в других отраслях промышленности, где необходимо использовать смешение сыпучего тела, жидкости и газа.The invention relates to hydro-gas-dynamic equipment, and in particular to installations for mixing two or more fluids, including gases, liquids and bulk solids, and can be used in the power industry, oil refining, chemical industry, as well as in other industries where necessary use a mixture of loose body, liquid and gas.
В ряде химических и нефтехимических процессов необходимо хорошее перемешивание текучих сред, например, при осушке природного газа, при очистке природного газа от серы, H2S, CO2 и т.д. Для этого используют различные способы и устройства перемешивания сред в абсорберах: форсуночные устройства, душирование жидкости через встречный поток газа и т.п. Однако известные устройства и способы смешения недостаточно эффективны или слишком энергоемки.In a number of chemical and petrochemical processes, good mixing of fluids is necessary, for example, during the drying of natural gas, and in the purification of natural gas from sulfur, H 2 S, CO 2 , etc. For this, various methods and devices for mixing media in absorbers are used: nozzle devices, perfusion of liquids through an oncoming gas stream, etc. However, known mixing devices and methods are not efficient enough or too energy intensive.
Разработанный смеситель может быть использован для:The developed mixer can be used for:
- компаундирования компонентов товарных моторных топлив и масел;- compounding the components of commodity motor fuels and oils;
- приготовления реагентной смеси с водой для осуществления процессов обессоливания нефтей;- preparation of a reagent mixture with water for oil desalination processes;
- смешения с потоками различных антикоррозийных присадок;- mixing with streams of various anti-corrosion additives;
- приготовления в потоке различных растворов щелочей, кислот и пр.;- preparation in a stream of various solutions of alkalis, acids, etc .;
- смешения различных потоков с целью сокращения расстояния между смесителем и различными аппаратами для проведения процессов.- mixing various streams in order to reduce the distance between the mixer and various devices for carrying out processes.
Указанный перечень не ограничивает возможности применения разработанного смесителя.The specified list does not limit the possibility of using the developed mixer.
Известен (RU, патент 2216650 F04F 5/02, 2003) жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий подводящие каналы активного и пассивного потоков, камеры смешения, диффузор, сопловой блок с, по меньшей мере, одним соплом, по меньшей мере, одну первичную камеру смешения, расположенную перед и, по меньшей мере, частично вокруг каждого из указанных сопел, вторичную камеру смешения, вход которой расположен перед выходами первичных камер смешения, а выход совмещен с входом диффузора, и приемную камеру, в которой размещены сопла соплового блока, первичные камеры смешения и вход вторичной камеры смешения.Known (RU Patent 2216650 F04F 5/02, 2003) is a liquid-gas jet apparatus comprising supply channels of active and passive flows, mixing chambers, a diffuser, a nozzle block with at least one nozzle, at least one primary chamber mixing, located in front of and at least partially around each of these nozzles, a secondary mixing chamber, the input of which is located in front of the outputs of the primary mixing chambers, and the output is combined with the entrance of the diffuser, and a receiving chamber, in which the nozzles of the nozzle block are placed, the primary chambersmixing and entrance of the secondary mixing chamber.
При реализации известного устройства через каналы подвода потоков в устройство подают смешиваемые среды, которые в процессе прохождения через указанные сопла и камеры смешения перемешиваются между собой.When implementing the known device through the channels for supplying flows, mixed media are fed into the device, which are mixed with each other during passage through these nozzles and mixing chambers.
Недостатком известных способа и аппарата следует признать недостаточный коэффициент полезного действия, обусловленный неоптимальной организацией смешения активного и пассивного потоков.A disadvantage of the known method and apparatus should be recognized as an insufficient efficiency due to the non-optimal organization of mixing active and passive flows.
Известен (RU, патент 2205994 F04F 5/02, 2003) жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий сопловой блок с, по меньшей мере, одним соплом, по меньшей мере, одну первичную и одну вторичную камеры смешения, причем вход вторичной камеры смешения расположен перед выходами первичных камер смешения, и приемную камеру, в которой размещены сопла соплового блока, первичные камеры смешения и вход вторичной камеры смешения, при этом первичная камера смешения частично расположена вокруг сопла, а выход вторичной камеры смешения совмещен с диффузором. Обычно выход сопла отстоит от выхода камеры первичного смешения на расстояние не свыше 100 диаметров выходного сечения сопла.Known (RU, patent 2205994 F04F 5/02, 2003) is a liquid-gas jet apparatus comprising a nozzle unit with at least one nozzle, at least one primary and one secondary mixing chamber, the entrance of the secondary mixing chamber being located in front of the outputs of the primary mixing chambers, and the receiving chamber, in which the nozzles of the nozzle block are located, the primary mixing chambers and the entrance of the secondary mixing chamber, while the primary mixing chamber is partially located around the nozzle, and the output of the secondary mixing chamber is aligned with the diffuser. Typically, the nozzle exit is separated from the primary mixing chamber by a distance of not more than 100 diameters of the nozzle exit section.
При реализации известного устройства также через каналы подвода потоков в устройство подают смешиваемые среды, которые в процессе прохождения через указанные сопла и камеры смешения перемешиваются между собой.When implementing the known device, also through the channels for supplying flows to the device serves mixed media, which in the process of passing through these nozzles and mixing chambers are mixed together.
Недостатком известных способа и аппарата также следует признать недостаточный коэффициент полезного действия, обусловленный недостаточной организацией смешения активного и пассивного потоков.A disadvantage of the known method and apparatus should also be recognized as an insufficient efficiency due to insufficient organization of the mixing of active and passive flows.
Техническая задача, решаемая с использованием аппарата предлагаемой конструкции, состоит в оптимизации процесса перемешивания подаваемых потоков.The technical problem, solved using the apparatus of the proposed design, is to optimize the mixing process of the supplied flows.
Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого технического решения, состоит в повышении коэффициента полезного действия устройства и способа смешения.The technical result obtained by the implementation of the proposed technical solution consists in increasing the efficiency of the device and the method of mixing.
Для получения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ перемешивания текучих сред. При реализации разработанного способа, по меньшей мере, два потока смешиваемых текучих сред (жидких и/или газообразных) направляют по винтовым каналам, расположенным, по меньшей мере, на одной замкнутой поверхности смесителя и ориентированных под углом α по отношению друг к другу. Указанный угол α может составлять от 5 до 175°. В предпочтительном варианте реализации угол α составляет 90°. Величина угла α зависит от скоростей потоков, физических характеристик сред потоков, необходимой степени смешения и других технологических факторов. В предпочтительном варианте реализации используют указанные каналы, расположенные на цилиндрической поверхности. Однако может быть использована и любая другая замкнутая криволинейная поверхность, в частности овальная. При реализации способа можно использовать каналы, имеющие различную площадь поперечного сечения и/или имеющие различную форму поперечного сечения. Подобное выполнение каналов позволяет дополнительно регулировать смешение текучих сред, изменяя как количество подаваемых на смешение компонентов, так и их расход. Предпочтительно скорости перемешивающихся потоков лежат в пределах 0,1 м/с до скорости звука. При необходимости смешиваемые среды подают в устройство с различным расходом. Это также позволяет регулировать смешение текучих сред. Для повышения степени смешения, а также ускорения процесса иногда предварительно среды частично смешивают с использованием абсорберов различных конструкций. Обычно используют винтовые каналы, закрученные по часовой стрелке, и винтовые каналы, закрученные против часовой стрелки, расположенные по разные стороны от замкнутой поверхности.To obtain the specified technical result, it is proposed to use the developed method for mixing fluids. When implementing the developed method, at least two streams of mixed fluids (liquid and / or gaseous) are guided through screw channels located at least on one closed surface of the mixer and oriented at an angle α with respect to each other. The specified angle α can be from 5 to 175 °. In a preferred embodiment, the angle α is 90 °. The angle α depends on the flow rates, the physical characteristics of the flow media, the required degree of mixing, and other technological factors. In a preferred embodiment, these channels are used located on a cylindrical surface. However, any other closed curved surface, in particular oval, can be used. When implementing the method, you can use channels having different cross-sectional areas and / or having different cross-sectional shapes. Such a design of the channels makes it possible to further control the mixing of fluids, changing both the number of components supplied to the mixing and their flow rate. Preferably, the velocities of the mixing flows are within 0.1 m / s to the speed of sound. If necessary, mixed media are fed into the device with different flow rates. It also allows you to control the mixing of fluids. To increase the degree of mixing, as well as speeding up the process, sometimes preliminarily, the media are partially mixed using absorbers of various designs. Usually use screw channels twisted clockwise and screw channels twisted counterclockwise located on opposite sides of a closed surface.
Для получения указанного технического результата предложено использовать, как вариант, разработанное устройство смешения текучих сред. Разработанное устройство содержит, по меньшей мере, два коаксиально расположенных элемента, внешняя поверхность одного из них касается внутренней поверхности другого элемента, при этом на каждой из соприкасающихся поверхностей выполнен, по меньшей мере, один винтовой канал, причем каналы на соприкасающихся поверхностях расположены под углом α друг к другу. В предпочтительном варианте реализации используемые элементы имеют трубчатую цилиндрическую форму. Это упрощает процесс нарезания каналов и, одновременно, уменьшает массу конструкции. Обычно проекции указанных каналов пересекаются под углом α от 5 до 175°, предпочтительно - под углом α, равным 90°. Используемые каналы могут иметь различную площадь сечения и/или различную форму сечения. Это приводит к расширению возможностей устройства при смешении текучих сред за счет обеспечения возможности дополнительного регулирования степени смешения. Внутренняя часть центрального элемента устройства может быть полой или сплошной.To obtain the specified technical result, it is proposed to use, as an option, the developed fluid mixing device. The developed device contains at least two coaxially located elements, the outer surface of one of them touches the inner surface of the other element, and at least one screw channel is made on each of the contacting surfaces, and the channels on the contacting surfaces are located at an angle α to each other. In a preferred embodiment, the elements used are tubular in cylindrical shape. This simplifies the process of cutting channels and, at the same time, reduces the mass of the structure. Typically, the projections of these channels intersect at an angle α from 5 to 175 °, preferably at an angle α equal to 90 °. The channels used may have a different sectional area and / or a different sectional shape. This leads to the expansion of the capabilities of the device when mixing fluids by providing the possibility of additional regulation of the degree of mixing. The inner part of the central element of the device may be hollow or solid.
При реализации разработанного способа может быть использовано более одного разработанного устройства, причем используемые устройства могут быть включены как последовательно, так и параллельно.When implementing the developed method, more than one developed device can be used, and the devices used can be connected both in series and in parallel.
Разработанное техническое решение отличается тем, что смешиваемые среды попадают в каналы, расположенные на предпочтительно цилиндрических поверхностях, пересекающихся под углом α (предпочтительно, 90°), и в точках соприкосновения каналов, образующих совместные полости. В этих полостях в местах пересечения потоков (один поток закручивается по часовой стрелке, другой - против) образуется максимальная турбулизация и происходит перемешивание потоков. За счет высоких скоростей потоков интенсивность перемешивания сред значительно выше, чем в известных смесителях-абсорберах.The developed technical solution is characterized in that the mixed media enter the channels located on preferably cylindrical surfaces intersecting at an angle α (preferably 90 °) and at the points of contact of the channels forming joint cavities. In these cavities, at the intersection of flows (one flow swirls clockwise, the other counter-clockwise), maximum turbulization is formed and the flows are mixed. Due to the high flow rates, the intensity of mixing of the media is significantly higher than in the known mixer-absorbers.
На графическом материале приведены предпочтительные варианты реализации разработанного технического решения, в том числе поперечный разрез смесителя (фиг.1 и 2), а также пример их использования для смешения двух сред (фиг.3).The graphic material shows the preferred options for implementing the developed technical solution, including a cross section of the mixer (Figs. 1 and 2), as well as an example of their use for mixing two media (Fig. 3).
В дальнейшем примеры реализации разработанного технического решения приведены со ссылками на чертежи.Further examples of the implementation of the developed technical solution are given with reference to the drawings.
Устройство всегда содержит первый 1 и второй 2 коаксиально расположенные элементы, а также винтовые каналы 3.The device always contains the first 1 and second 2 coaxially located elements, as well as
Пример 1.Example 1
Смешиваются разные потоки (газ-газ, газ-жидкость или жидкость-жидкость, газ-сыпучее тело). Подача потоков происходит непосредственно в каналы (фиг.1 или 2). После смесителя выходят перемешенные среды.Different flows are mixed (gas-gas, gas-liquid or liquid-liquid, gas-free-flowing body). The flow of flows occurs directly into the channels (figure 1 or 2). After the mixer, mixed media emerge.
Пример 2.Example 2
Смешиваются потоки газ-жидкость (фиг.3). Газ подается в трубу 4, жидкость подается через форсунку 5. Первичное смешение потоков происходит в смесителе 6, окончательное - в смесителе 7. Смесители 6 и 7 выполнены аналогично смесителям, приведенным на фиг.1 и 2, со сплошной центральной частью.The gas-liquid flows are mixed (FIG. 3). Gas is supplied to the pipe 4, the liquid is supplied through the nozzle 5. The primary mixing of the flows takes place in the mixer 6, the final - in the mixer 7. The mixers 6 and 7 are made similarly to the mixers shown in figures 1 and 2, with a solid central part.
Использование разработанного технического решения позволило повысить коэффициент полезного действия смешения относительно известного процесса смешения с использованием адсорберов на 17%.Using the developed technical solution allowed to increase the efficiency of mixing relative to the known mixing process using adsorbers by 17%.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008101436/15A RU2359743C1 (en) | 2008-01-22 | 2008-01-22 | Method and device for mixing fluids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008101436/15A RU2359743C1 (en) | 2008-01-22 | 2008-01-22 | Method and device for mixing fluids |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2359743C1 true RU2359743C1 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008101436/15A RU2359743C1 (en) | 2008-01-22 | 2008-01-22 | Method and device for mixing fluids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2359743C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2656033C1 (en) * | 2016-12-26 | 2018-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Mixer with two-phase working medium |
-
2008
- 2008-01-22 RU RU2008101436/15A patent/RU2359743C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2656033C1 (en) * | 2016-12-26 | 2018-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Mixer with two-phase working medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1302838C (en) | Method for mixing fluids | |
US8746965B2 (en) | Method of dynamic mixing of fluids | |
WO2012011844A1 (en) | Gas-liquid reactor (variant embodiments) | |
GB2383276A (en) | Removal of acidic components from a gas stream | |
CN107442017A (en) | Micro-mixer with optimization fluid mixing | |
CN111203123A (en) | Gas-liquid static mixer and gas-liquid mixing system | |
RU2414283C2 (en) | Whirl flow mixer | |
RU2359743C1 (en) | Method and device for mixing fluids | |
RU2377055C2 (en) | Method and scrubber to bring gases and fluid drops in contact for mass- and heat exchange | |
CN106861479A (en) | Static mixer | |
CN106861480A (en) | Static mixer | |
RU2419483C1 (en) | Mixer of fluids | |
CN107551967B (en) | Microchannel device for microreactors | |
RU169527U1 (en) | HYDRAULIC HYDRAULIC MIXER | |
RU2336123C1 (en) | Plate multi-channel cavitation reactor | |
RU2317450C1 (en) | Liquid-gas fluidic apparatus | |
RU2186614C2 (en) | Apparatus and method of interaction of phases in gas- to-liquid and liquid-to-liquid systems | |
RU171985U1 (en) | FLOW INJECT MIXER | |
RU2237511C2 (en) | Static mixer | |
RU62034U1 (en) | LAMINATED MULTI-CHANNEL CAVITATION REACTOR | |
RU2754007C1 (en) | Vortex gas-liquid mixer | |
RU2626205C1 (en) | Turbulent mixing reactor | |
SU1101422A1 (en) | Apparatus for mixing liquid with reagent | |
RU2633671C1 (en) | Mixer-turbulator | |
Tsaoulidis et al. | Liquid-liquid flows in microchannels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110123 |