运动时所产生
的气流对液滴的携带力和阻力。后者实际上产生于液滴对气流的相对运动，当液滴所受重力等于气流
对液滴的携带力时，液滴运动加速度为零．此时的气体与液滴之问的相对运动速度叫做液滴的临界气
流速度(Vt)。如果气液间相对运动速度低于此I临界气流速度，液滴即将开始沉降并从气相中分离。
如果用FB表示液滴本身所受重力．用FD表示气体对液滴相对运动所产生的携带力，则有：
FB?(?1??g)3?Dmgb2 （公式1）
FD?CdA?gV2 （公式2）
式中，1 ——液滴密度千克/立方米 ；g ——工况条件下气体密度千克/立方米 ：一液滴直径，m ：
Cd??Dm 一气流携带力系数；A——液滴横截面积． ；V—一工况条件下液滴周围气流速度，
m／s；g--
一重力加速度，9.81 米/二次方秒。
对于球形液滴来说， 携带能力系数是假想雷诺散的函数，其关系式如下：
CD?24Re?3Re2?0.34 （公式3）
Re?10?3?gdmVu （公式4）
式中，dm—用微米表示的液滴直径um，一股情况，常取dm=100um ；u——气体粘度，MPa·S
通常在计算中，当 Re≤2时，认为液滴在气流中韵沉降处于层流状态，可取CD=24／Re；在过度区 2 时，可取 CD=I8.5Re?0.6；在紊流区 16 500 Re>2x10 时 ，可取CD=0.1。此处紊流区可考虑按CD=0．34取用。 (2)气液分离的实用公式 首先，假定CD作为常数，令FD=FB，且液滴横截面 CD(A?5?Dm42由式(I)和式(2)可得 ?D42m)?gVt22?(?1??g)?Dmg63 令式中液滴直径用Dm(微米)表示，可得 Vt?13.08?10(?1??g)dm/(CD*?g) ?32?6Vt?3.617?10????d12)m?(?gCD??????0.5 （公式5） Vt0设CD=0.34时，得紊流条件下的临界流速 V0t ?6.023?10?3?????12)dm??(?g????0.5 （公式6） 计算常数CD的步骤设想在紊流条件下计算第一步即， V0t?6.023?10?3?????12)dm??(?g????0.5计算雷诺数，第一次计算时，式中V用 Vt代替： Re?10?3?gdmv1u 计算CD常数： CD?24Re?3Re2?0.34 ????d12)m?(?gCD??????0.5利用公式5计算：Vt?3.617?10?3 利用步骤4）算的Vt在冲步骤2）开始计算下一个Vt使最后两次计算的Vt值靠近所需的精度，然后利用最后算的Vt求得所需的CD系数值。 2 两相立式重力分离器计算， （1）气相处理能力计算 立式分离器的气体处理能力计算，主要基于气体在分离器中的流速必须小于液滴的临界气体流速Vt。 17 分离器气体流速为： Vg=Q/Ag 公式（7） ?D42式中．Q：天然气工况下流量立方米/秒；Ag分离器横截面平方米；Ag?P0ZTPT086400?9?0.785D 2Q?Qn?Qn0.10132527P?(273.2?20)?86400?4?109TZQnP vg?QAg4?10?TZQnP20.785D?0.5096?10?9ZTPD2Qn 0.5令t=vg，vt按计算最后可得：D2?1.408?10?6???g令K??()CD??????g?1?0.5?gCD?ZQnT?()??P????dgm??1? 公式（8） 得D2?1.408?10?6ZQnTPd0.5mK公式（9） ZQnTPK当dm=100微米时，D2?1.408?10?7式中， ?g公式（10） ?1：气体工况下密度千克/立方米 ：D：分离器计算直径米，：液体密度千克 o /立方米 ；Z：气体压缩因子；Qn气体流量立方米/天(P=0．01325Mpa t=20C)；T： 分离温度K ；P：分离压力(绝)MPa； Dm液体直径 微米 CD：阻力系教：K：分离器设计系数．可剩用气液分离的实用公式进行计算或查相关图表获得。 18 图： 用于气体负荷方程中的常数K值 (2)液相处理能力计算 液相处理能力计算主要依据所需液体在分离器内的稳定时问或滞留时间。若分离器储液段体积为 Vl(立方米 )，液体流量为Q1(立方米/秒)，分离器液柱高度为h(m)，则液体在分离器内的滞留时间t为 T= V1/Q1 2V1??Dhh0.785hD2若液体产量 ?5Qln用立方米/天表示，则 Q1?Q1m/86400?1.157?10Q1m 可得出t?V1/Q1?0.785hD?521.157?10Q1m?6.784?104hD2Q1m若滞留时间用分钟表示为 t1则。 19 t?6.784hD60Q1m22?1130.8hD2Q1m最后可得立式分离器液体处理能力计算试： hD?0.843?10tQ1m?4r式中，h：分离器液柱高度m ；tr：液体在分离器中所需的滞留时 问min。 根据API规范推荐，对油气分离器而言，油液在分离器内的滞留时间如下： 原油比重指数(API) 滞留时间，min 大于35。API l 30 APl l~2 20。APl 2～4 API度数与原油相对密度关系换算式为：水分离时，用tr≤1min 长径比的选择一般为3～4 根据如上所有推导，可设计出被设计的分离器的。 43 设计一个立式重力式分离器，其原始数据及要求如下：原料气处理量：50*10m/d 原o 料气进单元压力：4.0Mpa；原料气进单元温度：T=20C=（273+20）K 气体的相对密 一般天然气气 o 度?=0.603 产品排气温度：40C 排气压力4.0MPa 考虑到气体中喊有很多的液（水0滴，其颗粒直径变化很大。因此计算颗粒沉降速度w时，取水滴直径100微米作为根据。这样，100微米以下的液滴，可在分离器顶部安适当的厚度丝网加一脱除。当dm=100微米时。 D?1.408?102?7zQntpK K由图表中可查出 则先计算P?/T的值P?/T=4.0*0.603/293=0.008根据图求得：K=0.21 然后将各种数据代人公式D2?1.408?10?7zQntp2K得出D=0.95m=950mm 求筒长度：根据液体符合约束：t?6.784hD60Q1m?1130.8hD2Q1m 20 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库毕业设计--三甘醇脱水系统设计（附图纸）(4)在线全文阅读。
相关推荐：