«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Повышение эффективности математических моделей движения разделяемой системы в роторах фильтрующих центрифуг различных конструкций с учетом их энергетических характеристик

УДК: 66.067.57:66.012.37
DOI: 10.33285/2782-604X-2022-5(586)-49-55

Авторы:

¹ Уфимский государственный нефтяной технический университет, Октябрьский, Россия

Ключевые слова: момент, зависимость, привод, энергетические характеристики, частота вращения

Аннотация:

Повышение надежности, долговечности и эффективности функционирования трубчатых центрифуг и фильтрующих центрифуг со шнековой выгрузкой осадка, широко применяемых на объектах нефтегазового комплекса для разделения стойких жидких неоднородных систем, требует получения и изучения их энергетических характеристик. В статье предлагается рассмотреть механизмы движения разделяемой системы в роторах фильтрующих центрифуг различных конструкций на основе их энергетических характеристик. Также на основе результатов экспериментальных исследований предложена новая математическая модель движения разделяемой системы в роторах фильтрующих центрифуг с центробежной и шнековой выгрузкой осадка при тонкослойном фильтровании суспензий со среднезернистой твердой фазой и объемной концентрацией меньше 60 %. Предложенная модель движения разделяемой системы в коническом роторе позволяет определить длину зоны напорного фильтрования и рассчитать параметры процесса, обеспечивающие наличие в роторе зоны осадка, а также продолжительность пребывания осадка в роторе, зная которую, можно по известным формулам вычислить влажность получаемого осадка.

Список литературы:

1. Кузин M.A., Панин И.H., Цимбалюк E.П. Очистка воды бассейнов длительной выдержки атомных станций // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. – 2010. – № 6(30). – С. 12–15.
2. Гилаев Ген.Г., Хабибуллин М.Я., Гилаев Г.Г. Перспективы применения кислотного геля для закачки проппанта в процессе проведения гидроразрыва карбонатных пластов на территории Самарской области // Нефт. хоз-во. – 2020. – № 8. – С. 54–57. – DOI: 10.24887/0028-2448-2020-8-54-57
3. Kuzin M.A. Vibration reliability and endurance of a centrifuge for separating suspensions // Chemical and Petroleum Engineering. – 2010. – Vol. 46, Issue 1-2. – P. 45–50. – DOI: 10.1007/S10556-010-9287-8
4. Жужиков В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. – М.: Химия, 1980. – 398 с.
5. Хабибуллин М.Я. Повышение долговечности и надежности работы центробежных сепараторов путем применения новых материалов // Нефтегазовое дело. – 2020. – Т. 18, № 3. – С. 107–112. – DOI: 10.17122/ngdelo-2020-3-107-112
6. Прошин И.А. Управление в вентильно-электромеханических системах: в 3 кн. Кн. 2. Математическое моделирование вентильно-электромеханических систем. – Пенза: Пензенский технолог. ин-т, 2002. – 307 с.
7. Хабибуллин М.Я. Совершенствование процесса солянокислотной обработки скважин применением новейших технологий и оборудования // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331, № 10. – С. 128–134. – DOI: 10.18799/24131830/2020/10/2861
8. Серпокрылов Н.С., Щербаков С.А. Доочистка шахтных вод на фильтрах с песчаной загрузкой // Инженерный вестн. Дона. – 2011. – № 2(16). – С. 191–194. – URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2011/434/
9. Лаптев А.Г., Бородай Е.Н. Математическая модель процесса адсорбции при очистке сточных вод ТЭС от нефтепродуктов // Инженерный вестн. Дона. – 2010. – № 4(14). – С. 144–149. – URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2010/261/
10. Лукьяненко В.М., Таранец А.В. Центрифуги. – М.: Химия, 1988. – 384 с.
11. Хабибуллин М.Я. Увеличение эффективности разделения жидких систем при сборе пластовой жидкости // Нефтегазовое дело. – 2020. – Т. 18, № 2. – С. 64–71. – DOI: 10.17122/ngdelo-2020-2-64-71
12. Разделение суспензий в химической промышленности / Т.А. Малиновская, И.А. Кобринский, О.С. Кирсанов, В.В. Рейнфарт. – М.: Химия, 1983. – 264 с.
13. Хабибуллин М.Я. Исследование процессов, происходящих в колонне труб при устьевой импульсной закачке жидкости в скважину // Нефтегазовое дело. – 2018. – Т. 16, № 6. – С. 34–39. – DOI: 10.17122/ngdelo-2018-6-34-39
14. Романков П.Г., Плюшкин С.А. Жидкостные сепараторы. – Л.: Машиностроение, 1976. – 256 с.
15. Suleimanov R.I., Khabibullin M.Ya., Suleimanov Re.I. Аnalysis of the reliability of the power cable of an electric-centrifugal pump unit // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2019. – Vol. 378. Int. Conf. on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering 2019, Saint-Petersburg, April 24–27. – DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012054
16. Соколов В.И. Центрифугирование. – М.: Химия, 1976. – 408 с.
17. Khabibullin M.Ya., Suleimanov R.I. Automatic packer reliability prediction under pulsed transient flooding of hydrocarbon reservoirs // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 560. Int. Conf. on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2018, Novosibirsk, Dec. 12–14. – DOI: 10.1088/1757-899X/560/1/012024
18. Donley H.E., Ingham W.H. Effects of centrifuge shape on the separation of a mixture // Separation Science and Technology. – 1987. – Vol. 22, Issue 7. – P. 1691–1710. – DOI: 10.1080/01496398708058429
19. Kuzin M.A. Simulation and Vibrational Reliability of Centrifuge for Separating Suspensions // Russian Engineering Research. – 2009. – Vol. 29, Issue 11. – Article No 1099. – DOI: 10.3103/S1068798X09110069
20. Khabibullin M.Ya. Development of the design of the sucker-rod pump for sandy wells // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 560. Int. Conf. on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2018, Novosibirsk, Dec. 12–14. – DOI: 10.1088/1757-899X/560/1/012065
21. Кузин М.А., Панин И.Н., Цимбалюк Е.П. Патронный фильтр для очистки воды бассейнов длительной выдержки атомных станций // Экология и пром-сть России. – 2010. – № 6. – С. 12–13.
22. Прошин И.А., Бурков В.В. Математическое моделирование процессов центрифугирования // Вестн. Воронежского гос. техн. ун-та. – 2010. – Т. 6, № 11. – С. 71–74.
23. Федотов К.В., Тютюнин В.В. Моделирование процессов гравитационного обогащения // Вестн. Иркутского гос. техн. ун-та. – 2009. – № 1(37). – С. 176–181.
24. Кузин M.А., Панин И.H., Цимбалюк E.П. Применение метода аналогии для расчета трубчатого текстильного фильтра и систем очистки на его основе // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. – 2010. – № 4(28). – С. 36–37.
25. Миньков Л.Л., Пикущак Е.В., Дик И.Г. Моделирование седиментации частиц полидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге // Теплофизика и аэромеханика. – 2009. – Т. 16, № 1. – С. 79–88.
26. Хабибуллин М.Я. Совершенствование оборудования и технологии избирательной кислотной обработки скважин // Нефтегазовое дело. – 2020. – Т. 18, № 5. – С. 114–121. – DOI: 10.17122/ngdelo-2020-5-114-121
27. Пичулин B.С., Лукьянюк В.Ю., Соболева А.Ю. Центрифуги короткого радиуса (ЦКР) как гидростатическая модель земной гравитации // Труды МАИ. – 2008. – № 32. – С. 2.
28. Павлова Н.В., Павлов И.Н., Тушкина Т.М. О численном моделировании двухфазных течений в роторе лабораторной центрифуги // Ползуновский вестн. – 2008. – № 1-2. – С. 11–15.
29. Кузин М.А., Панин И.Н., Цимбалюк Е.П. Фильтровально-адсорбционная очистка воды с использованием насыпных кварцевых фильтров // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. – 2009. – № 4(16). – С. 8–9.
30. Лагода Ф.И., Суков С.В., Бубенчикова Т.В. Методика (математическая модель) расчета энергетических характеристик ротора Савониуса // Молодой ученый. – 2016. – № 22.3(126.3). – С. 34–40. – URL: https://moluch.ru/archive/126/35126/ (дата обращения 05.04.2022).