Химия природных энергоносителей и углеродных материалов
жүктеу/скачать 2.82 Mb.
|
| Пример 3.4. Рассчитать динамику обводненности полидисперсной эмульсии по высоте отстойника периодического действия, если в ней содержатся капли воды следующих размеров: 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 200 мкм с относительным числом их в эмульсии соответственно 5, 15, 20, 18, 15, 8, 5, 3, 3, 2, 2, 4.
Решение. Допустим, что распределение капель воды в нефти после заполнения отстойника равномерно. Следовательно, обводненность эмульсии в любом сечении ее одинакова и равна исходной обводненности В. Относительная скорость стесненного осаждения частиц воды диаметром в соответствии с (3.20) равна . (3.36) Зависимость суммарного объема от относительного размера капель воды в эмульсии хорошо аппроксимируется уравнением (3.37) где dmax – максимальный размер капли. В выделенном объеме эмульсии содержание воды составляет
где n – число капель воды в эмульсии (для нашей задачи n=100); Vв – объем воды в эмульсии. Аналогично , (3.39) где – объем воды во всех тех, каплях, размеры которых меньше или равны , т. е. . (3.40) По определению обводненность эмульсии есть отношение . (3.41) Откуда
. (3.42) Аналогично для обводненности в слое эмульсии (3.43) Подставляя (3.42) и (3.43) в (3.37), с учетом (3.38) и (3.39), получают следующее равенство: , (3.44) . (3.45) Подставляя (3.45) в (3.36) и преобразовывая, имеют . (3.46) Таким образом, по (3.46), в отличие от (3.36), определяют относительную скорость осаждения капель воды в слое эмульсии с обводненностью , которая меньше начальной обводненности эмульсии вследствие опережающего движения капель размером больше . Следовательно, по (3.46) можно рассчитать спектр скоростей стесненного осаждения капель воды с учетом изменения обводненности эмульсии по высоте отстойника. На момент времени после начала гравитационного расслоения эмульсии нижняя граница слоя эмульсии, содержащей капли размером и меньше, может быть найдена по формуле
Если общая высота эмульсии в емкости h, то относительная высота очищенного слоя эмульсии, содержащего капли размером и меньше, будет равна . (3.48) Динамику послойной обводненности эмульсии в результате гравитационного разделения рассчитывают по (3.45). При В=0,2; =20 мкм и
т. е. обводненность слоя эмульсии, в котором остались только капли диаметром 20 мкм и меньше, равна 0,13 %. Для диаметров капель воды 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 200 мкм в результате аналогичных расчетов для обводненности соответствующих слоев эмульсии получаются следующими: 0,03; 0,13; 0,28; 0,50; 0,79; 1,14; 2,04; 3,24; 20 %.
жүктеу/скачать 2.82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|