SU1747134A1

SU1747134A1 - Device for displacing a flow of multiphase liquid

Info

Publication number: SU1747134A1
Application number: SU904834950A
Authority: SU
Inventors: Юрий Яковлевич Галицкий; Борис Саулович Аронзон; Валентина Алексеевна Галицкая
Original assignee: Казанский филиал Московского энергетического института
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит трубопровод и установленную в нем цилиндрическую вставку с двум р дами отверстий . Между р дами отверстий установлен диск, перекрывающий центральную часть трубопровода. Цилиндрическа обечайка расположена соосно с вставкой над первым по ходу потока р дом отверстий. В отверсти х первого р да размещены две группы патрубков, противоположно направленных относительно радиуса трубопроводов . Патрубки разных групп сообщены с различными зонами трубопровода и формируют кольцевые закрученные струи, которые перемешиваютс при соударении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. С/ СSUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises a pipeline and a cylindrical insert installed therein with two rows of holes. Between the rows of holes there is a disk overlapping the central part of the pipeline. The cylindrical shell is located coaxially with the insert above the first row of holes. In the openings of the first row there are two groups of nozzles oppositely directed relative to the radius of the pipelines. The nozzles of different groups are connected to different zones of the pipeline and form circular swirling jets, which are mixed during the collision. 1 hp f-ly, 2 ill. C / S

Description

Изобретение относитс к устройствам дл приготовлени однородных смесей и может быть использовано в химической и нефт ной промышленности, например, в установках контрол параметров водонефт - ной эмульсии.The invention relates to devices for the preparation of homogeneous mixtures and can be used in the chemical and petroleum industry, for example, in installations controlling the parameters of a water-oil emulsion.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности перемешивани .The aim of the invention is to increase the mixing efficiency.

В прототипе и предлагаемом устройстве поток на 1-й стадии раздел етс на несколько струй, которые закручиваютс , вновь слива сь в поток в кольцевой полости. На второй стадии кольцевой поток вновь раздел етс на несколько струй, которые затем испытывают активное лобовое соударение . Вследствие соударени в зоне соударени генерируетс высокий уровень интенсивности турбулентности, что интенсифицирует перемешивание фаз потока. Отличие предлагаемого устройства от прототипа состоит в реализации 1 -и стадии процесса. Назначение первой стадии - устранить глобальную неоднородность (неравномерность ). Однако в прототипе работа на первой стадии недостаточно эффективна. Так, если при движении многофазной жидкости по горизонтальному трубопроводу до смесител произошло разделение фаз (более легка фаза сконцентрировалась в верхней части), в прототипе за счет закрутки не будет обеспечена окружна равномерность распределени фаз, поскольку при движе2In the prototype and the proposed device, the flow in the 1st stage is divided into several jets, which are twisted, again draining into the flow in the annular cavity. In the second stage, the annular flow is again divided into several jets, which then experience active head-on collision. Due to the impact in the impact area, a high level of turbulence intensity is generated, which intensifies the mixing of the flow phases. The difference of the proposed device from the prototype consists in the implementation of the 1st stage of the process. The purpose of the first stage is to eliminate global heterogeneity (unevenness). However, in the prototype, the work at the first stage is not sufficiently effective. So, if a phase separation occurs during the movement of a multiphase fluid through a horizontal pipeline to the mixer (the lighter phase is concentrated in the upper part), in the prototype, due to the swirling, the phase distribution will not be ensured because

ЫS

-fcb-fcb

Нии по винтовой линии произойдет перераспределение фаз в окружном направлении , но с практически неизменной реализацией неравномерности перед организацией 2-й стадии. Чем выше глобальна неравномерность на входе, тем ниже эффективность прототипа. В предлагаемом устройстве эффективность первой стадии много выше, Патрубки образуют две группы , через которые поступают части потока с преимущественным содержанием разных фаз. В кольцевой полости образуютс автономные кольцевые струи указанных частей, закрученных относительно оси трубопровода , что способствует выравниванию параметров потока в окружном направлении, Противоположна закрутка кольцевых сгруй еще в большей степени интенсифицирует массообменные процессы в устройстве , что ведет к интенсификации выравнивани параметров.A helix will redistribute the phases in the circumferential direction, but with a practically unchanged implementation of unevenness before the organization of the 2nd stage. The higher the global unevenness at the input, the lower the efficiency of the prototype. In the proposed device, the efficiency of the first stage is much higher. The nozzles form two groups through which flow parts with a predominant content of different phases enter. In the annular cavity, autonomous annular jets of these parts twisted about the axis of the pipeline are formed, which helps align the flow parameters in the circumferential direction. The opposite spin of the annular loads further intensifies the mass transfer processes in the device, which leads to an intensification of the alignment of parameters.

На фиг.1 приведена принципиальна схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 is a schematic diagram of the proposed device; figure 2 - section aa in figure 1.

Устройство содержит трубопровод 1, внутри которого расположена вставка 2, образующа с трубопроводом полость 3. На боковой поверхности вставки 2 имеютс два р да отверстий 4 и 5, между которыми внутри трубопровода 1 расположен диск б, перекрывающий центральную часть трубопровода 1. Входной и выходной торцы вставки 2 заглушены с помощью колец 7 и 8. Соосно с вставкой 2 внутри полости 3 установлена цилиндрическа обечайка 9 над первым по ходу потока р дом отверстий 4. Отверсти 4 снабжены двум группами 10 и 11 патрубков, расположенными симметрично относительно вертикальной оси, проход щей через центр поперечного сечени горизонтального трубопровода 1. Перва группа 10 патрубков сообщаетс с полостью 12, образуемой обечайкой 9 и трубопроводом 1. Втора группа 11 патрубков сообщаетс с полостью 13. образуемой обечайкой 9 и вставкой 2. Направление патрубков разных групп 10 и 11 соответственно противоположно относительно радиуса поперечного сечени трубопровода 1.The device comprises a pipeline 1, inside of which an insert 2 is located, forming a cavity 3 with the pipeline. On the side surface of the insert 2 there are two rows of holes 4 and 5, between which inside disk 1 there is a disk b that overlaps the central part of pipeline 1. Input and output ends the inserts 2 are plugged with rings 7 and 8. A cylindrical shell 9 is installed coaxially with the insert 2 inside cavity 3 above the first row of holes 4 along the flow 4. Holes 4 are equipped with two groups of 10 and 11 nozzles arranged symmetrically about relative to the vertical axis passing through the center of the cross section of the horizontal pipe 1. The first group of 10 pipes communicates with the cavity 12 formed by the shell 9 and the pipe 1. The second group of pipes 11 communicates with the cavity 13. formed by the shell 9 and insert 2. The direction of the pipes of different groups 10 and 11, respectively, opposite to the radius of the cross section of the pipeline 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Подготавливаема смесь (поток со значительной неравномерностью распределени параметров, обусловленный, например, путевым расслоением смеси вследствие сил гравитации) поступает по трубопроводу 1 в вставку 2. При этом поток раздел етс на две группы тангенциальных струй. Часть потока , например, с переобогащением более легким компонентом через патрубки 10 истекает в кольцевую полость 12 и образует в ней кольцевую закрученную струю. Друга часть потока, например, с переобогащением более т желым компонентом через патрубки 11 поступает в кольцевую полость 13, образу также кольцевую закрученную среду . Направление закруток струй в полост х 12 и 13 противоположно, что определ ет дополнительный активный массообмен вThe prepared mixture (a stream with a significant uneven distribution of parameters, due, for example, to the line separation of the mixture due to gravity forces) flows through conduit 1 into box 2. In this case, the stream is divided into two groups of tangential jets. Part of the flow, for example, with the re-enrichment of the lighter component through the nozzles 10 expires in the annular cavity 12 and forms in it an annular swirling jet. Another part of the flow, for example, with the re-enrichment of the heavier component through the nozzles 11 enters the annular cavity 13, forming also an annular twisted medium. The direction of the swirls of the jets in the cavities 12 and 13 is opposite, which determines the additional active mass transfer in

зоне их взаимодействи . Перед вторым р дом отверстий 5 в полости 3 образуетс поток с практически равномерным распределением параметров в окружном направлении, т.е. на этой стадии устран етс глобальна неравномерность. На второй стадии вновь раздел етс на струи, при истечении через отверсти 5 которые испытывают активное лобовое соударение. При этом генерируетс повышенный уровеньzone of their interaction. Before the second row of holes 5, a flow is formed in cavity 3 with an almost uniform distribution of parameters in the circumferential direction, i.e. global unevenness is eliminated at this stage. In the second stage, it is again divided into jets, when flowing through openings 5 which experience an active head-on collision. An increased level is generated.

турбулентности в зоне соударени , что ведет к усилению массообменных процессов и более тонкому перемешиванию компонентов в потоке.turbulence in the impact zone, which leads to increased mass transfer processes and more subtle mixing of components in the flow.

Claims

1. A device for mixing a multiphase liquid stream, comprising a pipeline, an insert with two rows of holes installed in the pipeline, a disk installed between two rows of holes and overlapping the central part of the pipeline, and a cylindrical shell installed coaxially with the insert above the first row House of holes, characterized in that, in order to increase

efficiency of the mixing process, the first row of holes is provided with two groups of nozzles arranged at an angle to the radius of the pipeline, while the first group of nozzles is located on

the upper generatrix of the insert and communicated with the annular cavity between the pipeline and the shell, and the second group of pipes located on the lower forming insert and communicated with the annular cavity between the shell and the insert.

1. The device according to claim 1, of which is the fact that the direction of the nozzles of different groups relative to the radius of the pipeline is opposite.

f. f rr-T mrrr f r fi

/ l

X 05m // 4- /

fe "f