Способ транспортирования жидкостии суспензий Советский патент 1976 года по МПК F17D1/16 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта жидкостей и суспензий.

Известно, что растворенный в жидкости газ улучшает эксплуатационные характеристики транспортируемой жидкости, при незначительном уменьшении плотности раствора сундественно снижаются вязкость, температура замерзания и увеличивается коэффициент молекулярной диффузии.

Однако опыт эксплуатации экспериментальных нефтепроводов при перекачке по ним газопасыщенных жидкостей и суспензий путем введения в трубопровод или насос инертного газа показывает, что даже при снижении вязкости на 50% производительность нефтепровода практически не изменяется.

По известному способу при введении газа в трубопровод с жидким продуктом процессы растворения газа в жидкости и выделения из нее существенно нестационарны и имеют довольно широкий диапазон.

Изменение времени завершенности этих процессов, т. е. в этот период времени часть газа находится в свободном состоянии в виде «снарядов, пузырьков и т. п., ведет к увеличению гидравлического сопротивления.

Длительное протекание процесса растворения и разное влияние свободного и растворенного газа на сопротивление магистрали могут свести на нет ожидаемый эффект. Нуль-эффект может также наблюдаться в случае, если перекачку газонасышенного продукта проводят в области чисел Рейнольдса, соответствующих автомодельной области, в которой вязкостные силы не оказывают влияния на коэффициент гидравлического сопротивления. Кроме того, соблюдение лишь условия поддержания давления в магистрали не ниже давления насыщения газом жидкости недостаточно, так

как изменение температуры может вызвать выделение свободного газа, содержание которого в жидкости приводит к увеличению гидравлического сопротивления. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что вводимый газ дробят до размера пузырьков, меньшего или равного критическому радиусу в потоке, при этом процесс растворения газа

проводят при повышенных скоростях потока жидкости, например более 1 м/сек, а транспортирование газонасыщенного продукта осуществляют в области чисел Рейнольдса, соответствующих области гидравлически гладких

труб, при концентрации растворенного газа в жидкости, соответствующей текущим давлению и температуре, не ниже начальной. Полное растворение газа можно организовать на длине от десятых долей до 1 калибра магистрали. При этом газ дробят, пропуская, например, через многослойный цилиндр из мелкой фильтровой сетки с внутренним диаметром, равным диаметру расходной магистрали. Для уменьшения времени равновесного распределения плотности смеси по сечению потока в-Ыходной диаметр ячейки сетки выбирается критического диаметра пузырька, так как при больших значениях диаметра будет происходить разрушение пузырька, что в ряде случаев приводит к недопустимым значениям времени переходного процесса дробления и растворения газа, а следовательно, и к большим дополнительным затратам мошности ввиду увеличения гидравлического сопротивления. Критический радиус пузырька можно подсчитать по формуле (величина коэффициента пропорциональности определена экспериментально) d - диаметр трубопровода; сг - натяжение поверхности; /С/ - коэффициент сопротивления; РЖ, рг-плотности жидкой и газовой соответственно; W-скорость потока. При транспорте жидкостей и суспензий предложенным способом при относительно малых концентрациях растворенного газа удается снизить гидравлическое сопротивление магистрали в 2 раза. Формула изобретения 1. Способ транспортирования жидкостей и суспензий по трубопроводам, предусматривающий введение в транспортируемую жидкость газа в количестве, достаточном для снижения ее вязкости, и транспортирования газожидкостного потока при давлении в магистрали выше давления насыщения газом жидкости, о тличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления, вводимый газ дробят до размера пузырьков, меньшего или равного критическому диаметру в потоке жидкости, пропуская, например, через многослойный цилиндр из мелкой фильтровой сетки с выходным диаметром ячейки, меньшим или равным критическому диаметру пузыря. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс растворения газа производят при скоростях потока жидкости более 1 м/сек, а транспортирование газонасыщенного продукта осуществляют в области чисел Рейнольдса, соответствующих области гидравлически гладких труб, при концентрации растворенного газа в жидкости, соответствующей текущим давлению и температуре, причем концентрация должна быть не ниже начальной.