RU2796856C1 - Method for electrodynamic processing of viscous liquids, emulsions, suspensions and device for its implementation - Google Patents
Method for electrodynamic processing of viscous liquids, emulsions, suspensions and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796856C1 RU2796856C1 RU2022108561A RU2022108561A RU2796856C1 RU 2796856 C1 RU2796856 C1 RU 2796856C1 RU 2022108561 A RU2022108561 A RU 2022108561A RU 2022108561 A RU2022108561 A RU 2022108561A RU 2796856 C1 RU2796856 C1 RU 2796856C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- short
- discharges
- flow
- electrodes
- pulse
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрогидродинамической обработки жидкостей, эмульсий, суспензий, включающей изменение физико-химических свойств, и может найти применение, например, при обработке потока высоковязкой нефти, синтезе веществ, очистке воды и в других процессах.The invention relates to the field of electrohydrodynamic processing of liquids, emulsions, suspensions, including the change in physico-chemical properties, and can be used, for example, in the processing of a high-viscosity oil flow, in the synthesis of substances, in water purification and in other processes.
Известен способ получения высоких и сверхвысоких давлений в жидкости путем осуществления внутри объема жидкости, находящейся в открытом водоеме или закрытом резервуаре, импульсного электрического разряда между двумя рабочими электродами (см. патент RU №2436647 С1, опубл. 20.12.2011).A known method for obtaining high and ultra-high pressures in a liquid by implementing inside the volume of a liquid located in an open reservoir or a closed reservoir, a pulsed electric discharge between two working electrodes (see patent RU No. 2436647 C1, publ. 20.12.2011).
Недостатком данного способа является невозможность его использования в потоке жидкости, а только в стационарном объеме, что значительно снижает производительность.The disadvantage of this method is the impossibility of its use in a fluid flow, but only in a stationary volume, which significantly reduces productivity.
Наиболее близкими к заявленному являются способ и устройство, в которых используется воздействие на поток нефти короткоимпульсными высоковольтными электрическими разрядами, осуществляемыми в цилиндрической разрядной камере между торцевыми поверхностями радиально расположенными с зазором электродами, имеющими центральные оси перпендикулярные центральной оси разрядной камеры (см. US Patent No.: 9 528 050 В2, US Patent No.: 9 752 082 B2).Closest to the claimed are a method and device that uses the impact on the oil flow by short-pulse high-voltage electrical discharges carried out in a cylindrical discharge chamber between the end surfaces of electrodes radially spaced with a gap having central axes perpendicular to the central axis of the discharge chamber (see US Patent No. : 9 528 050 B2, US Patent No.: 9 752 082 B2).
Недостатками известного способа и устройства являются использование высокого напряжения, подаваемого на разрядное устройство, низкий ресурс непрерывной работы электродов и их нестабильная работа вследствие их износа.The disadvantages of the known method and device are the use of high voltage applied to the discharge device, the low resource of continuous operation of the electrodes and their unstable operation due to their wear.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение безопасности эксплуатации устройства путем снижения подаваемого на электроды напряжения, увеличение ресурса непрерывной работы, расширение области применения.The technical result of the invention is to improve the safety of the device by reducing the voltage applied to the electrodes, increasing the resource of continuous operation, expanding the scope.
Для достижения технического результата предлагаемый способ электрогидродинамической обработки вязкой жидкости, эмульсии, суспензии представляет собой следующее. Жидкость, широкого диапазона по вязкости и составу, например, вязкую нефть или нефтепродукты, эмульсию или суспензию, формируют в виде потока, осуществляют воздействие на него короткомпульсными электрическими разрядами, разгоняют поток, формируют из него сильно закрученные внешний и внутренний потоки, движущиеся с противоположными осевыми составляющими скорости. Осуществляют смешение полученных потоков. Выводят одну часть потока полученной смеси на рециркуляцию, а другую часть подают внешнему потребителю. В зону воздействия на поток короткоимпульсными электрическими разрядами вводят газ или смеси газов. Газ или смеси газов вводят непосредственно в зону формирования короткоимпульсных электрических разрядов.To achieve a technical result, the proposed method of electrohydrodynamic processing of a viscous liquid, emulsion, suspension is as follows. A liquid with a wide range of viscosity and composition, for example, viscous oil or oil products, an emulsion or a suspension, is formed in the form of a stream, it is exposed to short-pulse electrical discharges, the stream is accelerated, and highly swirling external and internal flows are formed from it, moving with opposite axial speed components. Carry out the mixing of the received streams. One part of the resulting mixture flow is withdrawn for recirculation, and the other part is supplied to an external consumer. Gas or mixtures of gases are introduced into the zone of action on the flow by short-pulse electric discharges. Gas or gas mixtures are injected directly into the zone of formation of short-pulse electrical discharges.
Осуществляют стабилизацию разрядов путем автоматического поддержания необходимого зазора между электродами в зависимости от диэлектрической проницаемости обрабатываемого вещества и частоты короткоимпульсных электрических разрядов.The discharges are stabilized by automatically maintaining the required gap between the electrodes depending on the dielectric constant of the treated substance and the frequency of short-pulse electrical discharges.
Применение короткоимпульсных электрических разрядов приводит к сильному механическому сжатию вязкой жидкости, генерированию мощного ультразвукового, рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучений в зонах разряда, которые индуцируют тепловые и ударные эффекты, электромагнитные поля, ионизационные, диссоционные, кавитационные и физико-химические эффекты.The use of short-pulse electrical discharges leads to a strong mechanical compression of a viscous liquid, the generation of powerful ultrasonic, x-ray, ultraviolet and infrared radiation in the discharge zones, which induce thermal and shock effects, electromagnetic fields, ionization, dissociation, cavitation and physico-chemical effects.
Формирование сильно закрученного потока, содержащего диссоционные и кавитационные компоненты, в поле центробежных сил с высоким радиальным градиентом давления, генерирующего развитую анизотропную турбулентность, импульсы давления, способствует интенсификации тепло-массообменных процессов, разрыву химических связей (С - С) с образованием свободных радикалов в длинных молекулах, сепарации смеси на легкую и тяжелую фракции, вследствие чего происходит интенсификация изменений физико-химических свойств жидкости.The formation of a highly swirling flow containing dissociative and cavitation components in the field of centrifugal forces with a high radial pressure gradient, which generates developed anisotropic turbulence, pressure pulses, contributes to the intensification of heat and mass transfer processes, the breaking of chemical bonds (C - C) with the formation of free radicals in long molecules, separating the mixture into light and heavy fractions, as a result of which there is an intensification of changes in the physicochemical properties of the liquid.
Введение газа или смеси газов непосредственно в зону формирования короткоимпульсных электрических разрядов позволяет снизить электрическое напряжение, подаваемое для формирования разрядов, что повышает надежность работы устройства, безопасность эксплуатации и экономические затраты, связанные с изготовлением оборудования и осуществлением рабочего процесса.The introduction of a gas or a mixture of gases directly into the zone of formation of short-pulse electric discharges makes it possible to reduce the electric voltage supplied for the formation of discharges, which increases the reliability of the device, the safety of operation and the economic costs associated with the manufacture of equipment and the implementation of the working process.
Стабилизация частоты короткоимпульсных электрических разрядов осуществляется системой автоматического регулирования необходимого зазора в зависимости от диэлектрической проницаемости обрабатываемого вещества и частоты короткоимпульсных электрических разрядов способствует стабилизации рабочего процесса и расширению области применения способа в зависимости от цели обработки и применяемой жидкости.Stabilization of the frequency of short-pulse electrical discharges is carried out by an automatic control system of the required gap depending on the dielectric constant of the treated substance and the frequency of short-pulse electrical discharges, which helps to stabilize the working process and expand the scope of the method, depending on the purpose of processing and the liquid used.
Применение рециркуляции способствует стабилизации рабочего процесса по производительности, расширению области применения способа в зависимости от цели обработки и применяемой жидкости.The use of recirculation contributes to the stabilization of the workflow in terms of productivity, expanding the scope of the method, depending on the purpose of the treatment and the liquid used.
Для достижения технического результата предлагается устройство электрогидродинамической обработки вязкой жидкости, эмульсии, суспензии, содержащее электрогидродинамический реактор, включающий вихревую противоточную камеру, электрогидродинамическое устройство, электроразрядное устройство; насос; емкость с обрабатываемой жидкостью; генератор короткоимпульсных высоковольтных разрядов.To achieve a technical result, a device is proposed for electrohydrodynamic processing of a viscous liquid, emulsion, suspension, containing an electrohydrodynamic reactor, including a vortex countercurrent chamber, an electrohydrodynamic device, an electric discharge device; pump; container with the processed liquid; generator of short-pulse high-voltage discharges.
Электроразрядное устройство содержит электроды, соединенные с внешним источником подачи газа в электроразрядное устройство, в электродах выполнены аксиальные каналы, причем одно отверстие аксиального канала каждого электрода выходит в межэлектродный зазор, а другое отверстие аксиального канала в противоположном торце электрода соединено с источником газа, при этом электроды установлены с возможностью перемещения навстречу друг другу.The electric discharge device contains electrodes connected to an external source of gas supply to the electric discharge device, axial channels are made in the electrodes, and one hole of the axial channel of each electrode goes into the interelectrode gap, and the other hole of the axial channel in the opposite end of the electrode is connected to the gas source, while the electrodes installed with the possibility of movement towards each other.
Газ входит в аксиальные каналы, выполненные в электродах, и выходит через торцевые отверстия электродов в зазор непосредственно в зону формирования короткоимпульсных электрических разрядов в виде потоков газа, направленных навстречу друг другу. Введение газа или смеси газов непосредственно в зону формирования короткоимпульсных электрических разрядов позволяет снизить электрическое напряжение, подаваемое для формирования разрядов, что повышает надежность работы устройства, безопасность эксплуатации и экономические затраты, связанные с изготовлением оборудования и осуществлением рабочего процесса.The gas enters the axial channels made in the electrodes and exits through the end holes of the electrodes into the gap directly into the zone of formation of short-pulse electric discharges in the form of gas flows directed towards each other. The introduction of a gas or a mixture of gases directly into the zone of formation of short-pulse electric discharges makes it possible to reduce the electric voltage supplied for the formation of discharges, which increases the reliability of the device, the safety of operation and the economic costs associated with the manufacture of equipment and the implementation of the working process.
Устройство содержит: трубопровод подачи жидкости из емкости в насос на рециркуляцию. Применение рециркуляции способствует стабилизации рабочего процесса по производительности, расширению области применения способа в зависимости от цели обработки и применяемой жидкости.The device contains: a pipeline for supplying liquid from the tank to the pump for recirculation. The use of recirculation contributes to the stabilization of the workflow in terms of productivity, expanding the scope of the method, depending on the purpose of the treatment and the liquid used.
Устройство содержит систему автоматического регулирования необходимого зазора, в зависимости от диэлектрической проницаемости обрабатываемого вещества и частоты короткоимпульсных электрических разрядов. Системой автоматического регулирования необходимого зазора осуществляется стабилизация частоты короткоимпульсных электрических разрядов в зависимости от диэлектрической проницаемости обрабатываемого вещества и частоты коротко импульсных электрических разрядов.The device contains a system for automatic regulation of the required gap, depending on the dielectric constant of the processed substance and the frequency of short-pulse electrical discharges. The system of automatic regulation of the required gap is used to stabilize the frequency of short-pulse electrical discharges depending on the dielectric constant of the processed substance and the frequency of short-pulse electrical discharges.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 представлен продольный разрез вихревой противоточной камеры; на фиг.3 представлен разрез по линии А-А на фиг. 2, на фиг. 4 представлен продольный разрез электрогидродинамического устройства и электроразрядного устройства; на фиг. 5 представлена принципиальная схема управления зазором между электродами.In FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 shows a longitudinal section of a vortex countercurrent chamber; Fig. 3 shows a section along the line A-A in Fig. 2 in FIG. 4 shows a longitudinal section of an electrohydrodynamic device and an electric discharge device; in fig. 5 shows a schematic diagram of the control of the gap between the electrodes.
Функциональная схема устройства (фиг. 1) содержит: электрогидродинамический реактор 1, содержащий вихревую противоточную камеру 2, электрогидродинамическое устройство 3, электроразрядное устройство 4 с управляемым приводом 5; насос 6; емкость с обрабатываемой жидкостью 7; генератор короткоимпульсных высоковольтных разрядов 8; управляемые вентили 9 и 10; вискозиметр 11; патрубок 12 подачи газообразной фракции в электроразрядное устройство 4; патрубок подачи жидкости на обработку 13; патрубок удаления обработанной жидкости 14; трубопровод 15 подачи жидкости от насоса 6 до электрогидродинамического устройства 3; трубопроводы 16 и 17 подачи обработанной жидкости от вихревой противоточной камеры 2 в вискозиметр 11; патрубок 18 выхода газообразной фракции из емкости 7; трубопровод 19 подачи жидкости на циркуляцию из емкости 7 в насос 6, патрубок 20 подачи обработанной жидкости из емкости 7 в вентиль 10. Емкость 7 оснащена датчиком уровня (на фигуре не показан).The functional diagram of the device (Fig. 1) contains: an
Вихревая противоточная камера 2 содержит: (фиг. 2), корпус 21, тангенциальный сопловой закручивающий аппарат 22; сопловый канал 23, два выходных патрубка 24 и 25. Один патрубок 24 размещен в плоскости тангенциального соплового закручивающего аппарата 22, соосно корпуса 21 вихревой камеры. Другой выходной патрубок 25 размещен в противоположном от тангенциального соплового закручивающего аппарата конце корпуса 21 вихревой камеры (фиг. 2). Тангенциальный сопловой закручивающий аппарат 22, соединен патрубком 26 с выходным отверстием 38 корпуса 29 электрогидродинамического устройства 3 (фиг. 3, 4). Тангенциальный сопловой закручивающий аппарат 22 сформирован сопловым каналом 27 с выходным отверстием 28.Vortex countercurrent chamber 2 contains: (Fig. 2),
Электрогидродинамическое устройство 3 и электроразрядное устройство 4 содержат (фиг. 4): корпус разрядной камеры 29; электроды 30 и 31, расположенные перпендикулярно центральной оси корпуса 29, противоположно друг другу, в которых выполнены коаксиальные каналы 32 и 33, выходящие в торцевые отверстия навстречу друг другу. Электроды 30 и 31 помещены в блоки осевого перемещения 34 и 35.The
Внутри корпуса разрядной камеры 29 сформирован аксиальный канал 36, имеющий входное отверстие 37 и выходное отверстие 38. Стенки канала 36 образованы диэлектрической кольцевой вставкой 39, внутренняя поверхность которой формирует проточную часть канала 36, а внешняя поверхность сопрягается с корпусом разрядной камеры 29 (фиг. 4).An
Между торцевыми поверхностями электродов 30 и 31 сформирован зазор 40, управляемый блоками 34 и 35, которые присоединены к корпусу 29 с помощью патрубков 41 и 42, центральные оси которых перпендикулярны внешней боковой поверхности корпуса 29. Блоки 34 и 35 соединены механической связью с электрическим приводом 43.A
В патрубки 41 и 42 вставлены диэлектрические неподвижные направляющие втулки 44 (на блоке 34 не обозначены), зафиксированные гайкой 45 на патрубке 41 (на патрубке 42 втулка не обозначена).Dielectric fixed guide bushings 44 (not marked on block 34) are inserted into
Внутри втулки 44 выполнена цилиндрическая полость 46 соосная центральной оси электрода 30. Внешняя цилиндрическая поверхность втулки 44 закрыта диэлектрическим цилиндрическим кожухом 47, который зафиксирован с ней резьбовым штифтом 48, а между втулкой 44 и внутренней поверхностью кожуха 47 вставлены уплотняющие кольца 49.Inside the
Внутри кожуха 47 смонтирована соприкасающаяся с торцевой поверхность втулки 44, установленная с возможностью перемещения в окружном направлении шестерня 50, которая содержит выполненную в боковой поверхности кольцевую канавку 51, в которую вставлен фиксирующий от осевого перемещения штифт 52. В нижней цилиндрической поверхности шестерни 50 выполнены кольцевые канавки, в которые вставлены уплотнительные кольца 53. Во внутреннюю полость шестерни 50 вставлена втулка 54, на внутренней поверхности которой выполнена резьба. Втулка 54 и шестерня 50 зафиксированы от перемещения резьбовым штифтом 55.Inside the
Во втулку 54 вставлена державка электрода 56, имеющая на внешней поверхности резьбу, связанную с резьбой втулки 54. На внешней цилиндрической поверхности выполнены кольцевые канавки, в которые вставлены уплотнительные кольца 57. На резьбовой части державки 56 выполнен продольный паз 58, в который вставлен штифт 59, фиксирующий державку от поворота, и закрепленный во втулке 44.An
Внутри втулки 54, между ее внутренней поверхностью и наружной поверхностью державки 56 сформирована кольцевая полость 60 для обеспечения осевого перемещения державки 56 внутри втулки 54.Inside the
В державку 56 ввинчен штуцер 61 с фиксирующим электрод 30 винтом 62 и гайкой 63. На штуцер 61 надета гайка 64 с внутренней резьбой, соединяющая питающий электрическим током электрод 65, и соединяющая штуцер 61 и трубопровод 66 для подачи вспомогательного газа.A
На шестерне 50 выполнено шестеренчатое зацепление 67, соединенное с ведущей шестерней 68 электрического привода 43, зафиксированного в неподвижной стойке 69.On the
Принципиальная схема управления зазором между электродами (фиг. 5) содержит: датчик разряда (пояс Роговского) 70, соединенный с разрядной линией 71, по которой протекает электрический импульс с разрядного конденсатора на электроды 30 и 31 (фиг. 4). Пояс Роговского обматывается вокруг разрядной линии 71 и позволяет измерить напряжение и частоту разрядов. Ток в разрядной линии 71 создает переменное магнитное поле, которое вызывает напряжение в обмотке пояса Роговского. Выходное напряжение соответствует напряжению на разрядной линии 71 с точностью до константы.Schematic diagram of the gap control between the electrodes (Fig. 5) contains: the discharge sensor (Rogowski coil) 70 connected to the
Сигнал с датчика разряда 70 поступает на формирователь импульса запуска схемы управления 72. Импульс запуска поступает на микроконтроллер 73. Микроконтроллер 73 программируется в соответствии с необходимой задачей регулирования зазора 40 (фиг. 4) между электродами 30 и 31 по частоте. Сигнал с микроконтроллера 73 поступает на драйвер шагового двигателя 74, который отдает команды управления на шаговый двигатель 75. Шаговый двигатель 75 приводит в действие или останавливает механизм регулирования электродов 76 в зависимости от значений частоты импульса с датчика разряда 70.The signal from the
Схема управления (фиг. 5) поддерживает заданную частоту разрядов от разрядного конденсатора между электродами 30 и 31 (фиг. 4). Для поддержания постоянной частоты разрядов микроконтроллер 73 вырабатывает сигнал управления шаговым двигателем 75 для стабилизации зазора между электродами 30 и 31. Когда по мере износа электродов 30 и 31 уменьшается частота разрядов и возрастает разрядное напряжение, шаговый двигатель 75 восстанавливает зазор между электродами 30 и 31 для стабилизации работы разрядного устройства.The control circuit (FIG. 5) maintains a predetermined frequency of discharges from a discharge capacitor between
Предлагаемый способ электрогидродинамической обработки вязких жидкостей, эмульсий, суспензий включает формирование обрабатываемого потока, воздействие на него короткоимпульсными электрическими разрядами, разгон потока, формирование из него сильно закрученных внешнего и внутреннего потоков, движущихся с противоположными осевыми составляющими скорости, смешение полученных потоков, выведение одной части потока на рециркуляцию, а другой части потока внешнему потребителю. В зону воздействия на поток короткоимпульсными электрическими разрядами вводят газ или смеси газов, при этом осуществляют стабилизацию разрядов путем автоматического поддержания необходимого зазора между электродами. Газ или смеси газов вводят непосредственно в зону формирования импульсных электрических разрядов.The proposed method for electrohydrodynamic processing of viscous liquids, emulsions, suspensions includes the formation of a processed flow, exposure to it with short-pulse electric discharges, acceleration of the flow, formation of strongly swirling external and internal flows from it, moving with opposite axial velocity components, mixing of the received flows, removal of one part of the flow for recycling, and the other part of the flow to an external consumer. Gas or mixtures of gases are introduced into the zone of action on the flow by short-pulse electric discharges, while the discharges are stabilized by automatically maintaining the required gap between the electrodes. Gas or gas mixtures are introduced directly into the zone of formation of pulsed electrical discharges.
Стабилизацию разрядов путем автоматического поддержания необходимого зазора между электродами осуществляют в зависимости от диэлектрической проницаемости обрабатываемого вещества и частоты короткоимпульсных электрических разрядов.Stabilization of the discharges by automatically maintaining the required gap between the electrodes is carried out depending on the dielectric constant of the treated substance and the frequency of short-pulse electrical discharges.
Работа предлагаемого устройства заключается в следующем.The operation of the proposed device is as follows.
Через патрубок подачи жидкости на обработку 13 и управляемый вентиль 9 (фиг. 1) исходную жидкость подают в насос 6. Из насоса 6 жидкость с определенным давлением и расходом по трубопроводу 15 поступает в электрогидродинамический реактор 1, а именно в электрогидродинамическое устройство 3.Through the liquid supply pipe for processing 13 and the controlled valve 9 (Fig. 1), the initial liquid is fed into the
В камере 36 (фиг. 4) формируют поступательный поток обрабатываемой жидкости.In the chamber 36 (Fig. 4) form the translational flow of the treated fluid.
Через патрубок 12 в электроразрядное устройство 4 от внешнего источника 77 подают газ или смесь газов. Этот газ входит в аксиальные каналы 33 (фиг. 4) и 34, выполненные в электродах 30 и 31, и выходит через торцевые отверстия электродов 30 и 31 в зазор 40 в виде потоков газа, направленных навстречу друг другу.A gas or a mixture of gases is supplied from an
От генератора короткоимпульсных высоковольтных разрядов 8 на электроразрядное устройство 4 (фиг. 1) подается электрическое напряжение, которое подводится к электродам 30 и 31 (фиг. 4), формируя в зазоре 40 высокочастотные короткоимпульсные электрические разряды, осуществляемые в потоке смеси газообразной и жидкой фракций.From the generator of short-pulse high-
Обработанную электрогидродинамическим воздействием в устройстве 3, смесь формируют в канале 36 в виде высокоразвитого турбулентного потока, перемещающегося с ускорением к отверстию 38.Processed by electrohydrodynamic action in the
Сформированный поток смеси, включающий газовую фракцию, диссоциированные и ионизированные компоненты, разгоняют и подают в вихревую противоточную камеру 2.The generated mixture flow, including the gas fraction, dissociated and ionized components, is accelerated and fed into the vortex countercurrent chamber 2.
В сопловом канале 27 (фиг. 3), размещенном в патрубке 26, тангенциального соплового закручивающего аппарата 2, поток формируется в виде высокоскоростного потока, который выходит через отверстие 28 и водит во внутреннюю проточную часть, сформированную внутри корпуса 21 (фиг. 2). Этот поток формирует внутри корпуса 21 два сильно закрученных потока, внешний и внутренний, перемещающиеся с противоположными осевыми составляющими скорости. Внешний поток выходит через патрубок 25, а внутренний поток выходит через сопловой канал 23 и патрубок 24.In the nozzle channel 27 (Fig. 3) located in the
По трубопроводам 16 и 17 (фиг. 1) обработанная в устройстве 2 жидкость поступает в вискозиметр 11, откуда в емкость 7. Газообразная фракция из емкости 7 по трубопроводу 18 удаляется внешнему потребителю, а жидкая обработанная фракция удаляется по патрубку 20, через регулируемый вентиль 10 и патрубок 14 внешнему потребителю. По трубопроводу 19 часть жидкости из емкости 7 подается в насос 6 на рециркуляцию.Through
Пример конкретного выполнения способа электрогидродинамической обработки вязкой жидкости, эмульсии, суспензии. Жидкость широкого диапазона по вязкости и составу, например, вязкую нефть или нефтепродукты, эмульсию или суспензию, формируют в воде потока, осуществляют воздействие на него короткоимпульсными электрическими разрядами, разгоняют поток, формируют из него сильно закрученные внешний и внутренний потоки, движущиеся с противоположными осевыми составляющими скорости. Осуществляют смешение полученных потоков, затем полученную смесь выводят одну часть потока на рециркуляцию, а другую часть подают внешнему потребителю. В зону воздействия на поток короткоимпульсными электрическими разрядами вводят газ или смесь газов. В качестве газа или смеси газов применяют углеводородные газы, т.к. они позволяют снизить напряжение для повышения безопасности процесса. Газ или смесь газов вводят непосредственно в зону формирования короткоимпульсных электрических разрядов. Осуществляют стабилизацию разрядов путем автоматического поддержания необходимого зазора между электродами. Стабилизацию разрядов путем автоматического поддержания необходимого зазора между электродами осуществляют в зависимости от диэлектрической проницаемости обрабатываемого вещества и частоты короткоимпульсных электрических разрядов.An example of a specific implementation of the method of electrohydrodynamic processing of a viscous liquid, emulsion, suspension. A liquid of a wide range in viscosity and composition, for example, viscous oil or oil products, an emulsion or a suspension, is formed in the water of the stream, it is exposed to short-pulse electrical discharges, the stream is accelerated, and highly swirling external and internal flows are formed from it, moving with opposite axial components speed. The resulting flows are mixed, then the resulting mixture is withdrawn from one part of the flow for recirculation, and the other part is supplied to an external consumer. A gas or a mixture of gases is introduced into the zone of influence on the flow by short-pulse electric discharges. Hydrocarbon gases are used as a gas or a mixture of gases, because they allow voltage reduction to improve process safety. A gas or a mixture of gases is introduced directly into the zone of formation of short-pulse electrical discharges. The discharges are stabilized by automatically maintaining the required gap between the electrodes. Stabilization of the discharges by automatically maintaining the required gap between the electrodes is carried out depending on the dielectric constant of the treated substance and the frequency of short-pulse electrical discharges.
Параметры образца установки представлены в таблице.The parameters of the sample installation are presented in the table.
Применение короткоимпульсных электрических разрядов приводит к сильному механическому сжатию, генерированию мощного ультразвукового, рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучений в зонах разряда, которые индуцируют тепловые и ударные эффекты, электромагнитные поля, ионизационные, диссоционные, кавитационные и физико-химические эффекты.The use of short-pulse electrical discharges leads to strong mechanical compression, generation of powerful ultrasonic, X-ray, ultraviolet and infrared radiation in the discharge zones, which induce thermal and shock effects, electromagnetic fields, ionization, dissociation, cavitation and physico-chemical effects.
Формирование сильно закрученного потока, содержащего диссоционные и кавитационные компоненты, в поле центробежных сил с высоким радиальным градиентом давления, генерирующего развитую анизотропную турбулентность, импульсы давления, способствует интенсификации тепло-массообменных процессов, разрыву химических связей (С - С) с образованием свободных радикалов в длинных молекулах, сепарации смеси на легкую и тяжелую фракции, вследствие чего происходит интенсификация изменения физико-химические свойства жидкости.The formation of a highly swirling flow containing dissociative and cavitation components in the field of centrifugal forces with a high radial pressure gradient, which generates developed anisotropic turbulence, pressure pulses, contributes to the intensification of heat and mass transfer processes, the breaking of chemical bonds (C - C) with the formation of free radicals in long molecules, separating the mixture into light and heavy fractions, as a result of which there is an intensification of changes in the physicochemical properties of the liquid.
Введение газа или смеси газов непосредственно в зону формирования короткоимпульсных электрических разрядов позволяет снизить электрическое напряжение, подаваемое для формирования разрядов, что повышает надежность работы устройства, безопасность эксплуатации и экономические затраты, связанные с изготовлением оборудования и осуществлением рабочего процесса.The introduction of a gas or a mixture of gases directly into the zone of formation of short-pulse electric discharges makes it possible to reduce the electric voltage supplied for the formation of discharges, which increases the reliability of the device, the safety of operation and the economic costs associated with the manufacture of equipment and the implementation of the working process.
Стабилизация частоты короткоимпульсных электрических разрядов осуществляется системой автоматического регулирования необходимого зазора в зависимости от диэлектрической проницаемости обрабатываемого вещества и частоты короткоимпульсных электрических разрядов способствует стабилизации рабочего процесса и расширению области применения способа в зависимости от цели обработки и применяемой жидкости.Stabilization of the frequency of short-pulse electrical discharges is carried out by an automatic control system of the required gap depending on the dielectric constant of the treated substance and the frequency of short-pulse electrical discharges, which helps to stabilize the working process and expand the scope of the method, depending on the purpose of processing and the liquid used.
Применение рециркуляции способствует стабилизации рабочего процесса по производительности, расширению области применения способа в зависимости от цели обработки и применяемой жидкости.The use of recirculation contributes to the stabilization of the workflow in terms of productivity, expanding the scope of the method, depending on the purpose of the treatment and the liquid used.
Предлагаемое изобретение может быть выполнено и осуществлено из имеющихся материалов на имеющемся оборудовании.The present invention can be made and implemented from existing materials on existing equipment.
Таким образом, использование способа и устройства электрогидродинамической обработки жидкостей, эмульсий, суспензий, включающего изменение физико-химических свойств, позволяет обеспечить непрерывный и высокоэффективный рабочий процесс обработки, путем повышения безопасности эксплуатации; увеличения ресурса непрерывной работы, расширения области применения.Thus, the use of a method and device for electrohydrodynamic processing of liquids, emulsions, suspensions, including a change in physical and chemical properties, allows for a continuous and highly efficient working process of processing, by increasing the safety of operation; increasing the resource of continuous operation, expanding the scope.
Claims (7)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2796856C1 true RU2796856C1 (en) | 2023-05-29 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU226875U1 (en) * | 2023-11-22 | 2024-06-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания РИТМ" | Device for regulating the gap between electrodes in the discharge chamber of an electrohydrodynamic device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2436647C1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-20 | Анатолий Яковлевич Картелев | Method and device to develop high and ultrahigh pressures in liquid |
US9528050B2 (en) * | 2012-11-09 | 2016-12-27 | Lazarus Saidakovsky | Treatment process and apparatus for reducing high viscosity in petroleum products, derivatives, and hydrocarbon emulsions and the like |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2436647C1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-20 | Анатолий Яковлевич Картелев | Method and device to develop high and ultrahigh pressures in liquid |
US9528050B2 (en) * | 2012-11-09 | 2016-12-27 | Lazarus Saidakovsky | Treatment process and apparatus for reducing high viscosity in petroleum products, derivatives, and hydrocarbon emulsions and the like |
US9752082B2 (en) * | 2012-11-09 | 2017-09-05 | 1861244 Ontario Inc | Treatment process and apparatus for reducing high viscosity in petroleum products, derivatives, and hydrocarbon emulsions, and the like |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU226875U1 (en) * | 2023-11-22 | 2024-06-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания РИТМ" | Device for regulating the gap between electrodes in the discharge chamber of an electrohydrodynamic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5492654A (en) | Method of obtaining free disperse system and device for effecting same | |
CA2581482C (en) | Multi fluid injection mixer | |
GB708355A (en) | Process and apparatus for dispersing or dissolving a substance in a liquid | |
RU2796856C1 (en) | Method for electrodynamic processing of viscous liquids, emulsions, suspensions and device for its implementation | |
RU2010134017A (en) | METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF MULTI-PHASE FLUIDS AND THEIR APPLICATION | |
US20150291456A1 (en) | Electric field induced separation of components in an emulsion | |
US2527689A (en) | Apparatus for mixing | |
WO2008107673A1 (en) | A method of separating an oil phase and an aqueous phase | |
RU2272128C1 (en) | Formation fluid treatment method | |
RU2456052C2 (en) | Method and device for separation of oil-water mixes | |
RU2007130763A (en) | METHOD AND DEVICE FOR COLD DESCRIPTION, ACTIVATION AND PURIFICATION OF WATER FROM ANY NATURAL SOURCE | |
WO2011016752A1 (en) | Hydrodynamic disperser | |
WO2009041854A1 (en) | Fluid media heat-mass-and-energy exchange method and device for carrying out said method | |
RU2746392C1 (en) | Microreactor-mixer with counter swirling flows | |
RU1789291C (en) | Hydrocyclone | |
Kuimov | Theoretical and experimental investigation of cavitation number limits | |
RU2063562C1 (en) | Hydrodynamic radiator | |
RU2740451C1 (en) | Cavitation liquid degasser | |
RU2618828C1 (en) | Acoustic mixer nozzle | |
SU1326312A1 (en) | Apparatus for degassing liquid | |
SU1717167A1 (en) | Electrocoalescence apparatus for water/oil emulsions | |
RU2703515C1 (en) | Device for plasma-chemical hydrocracking of heavy hydrocarbons | |
BR112019026876A2 (en) | device to create a parametric resonance of energies in the atoms of chemical elements in a substance and its method | |
SU1256809A1 (en) | Apparatus for generating acoustic vibrations in flowing liquid media | |
RU2303690C2 (en) | Device for magneto-hydroimpulsive well treatment (variants) |