автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Взаимодействие газокапельных и пленочных потоков применительно к центробежной сепарации

На правах рукописи

ЕЛИСЕЕВА ОЛЬГА АНАТОЛЬЕВНА

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ И ПЛЕНОЧНЫХ ПОТОКОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ

Специальность: 05.17.08. - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-6 ОПТ 2011

Москва-2011

4855603

4855603

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет инженерной экологии» (МГУИЭ)

Научный руководитель: - член-корреспондент РАН,

доктор технических наук, профессор

Систер Владимир Григорьеви» Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Сергеев Станислав Петрови - доктор технических наук, профессо Лагуткин Михаил Георгиеви

Ведущая организация: - Московская государственная академия

тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «20» октября 2011 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.145.01 при Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии.

Автореферат разослан «16» сентября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета / / С.А. Трифонов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Сложность общей картины газокапельного течения, взаимодействия капельного и пленочного потоков в центробежных сепараторах обусловливает трудности ее полного математического описания. Этим вызвана необходимость исследования закономерностей влияния режимных параметров на эффективность центробежной сепарации с параллельным изучением отдельных элементов течения для более детального понимания их динамики. Одним из таких элементов является процесс ударного взаимодействия одиночной капли с движущейся пленкой жидкости, как один из механизмов возникновения вторичного уноса. Результаты исследования такого взаимодействия могут быть полезны для решения общей задачи - повышения эффективности разрабатываемых новых конструкций аппаратов химической технологии, в частности, центробежных сепараторов.

Помимо каплеулавливающих устройств капельные и пленочные потоки характерны для многих процессов, реализуемых в разнообразных тепло- и массооб-менных аппаратах химических технологий. Здесь возможны течения с капельным орошением горизонтальных или вертикально стекающих пленок жидкости, в том числе, осложненные закруткой потоков. Таким образом, детальное изучение механизма образования и динамики возмущений на движущейся пленке при ее капельном орошении является актуальной задачей.

Цель работы - выявление закономерностей взаимодействия газокапельных и пленочных потоков в условиях гидродинамического возмущения пленки жидкости внешними факторами, такими как капельное орошение и воздействие газового потока; разработка методики расчета цилробежного газожидкостного сепаратора, учитывающей различные механизмы возникновения вторичного уноса.

Основные задачи работы:

- экспериментальное определение параметров возмущений пленки жидкости и вторичных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли с неподвижным и движущимся горизонтально или наклонно слоем жидкости;

- разработка метода расчета относительного объема вторичных капель по характеристикам падающей капли и пленки жидкости;

- экспериментальное определение зависимости эффективности сепарации от входных параметров газожидкостного потока и геометрических размеров сепаратора;

- экспериментальное исследование структуры потока внутри сепаратора;

- разработка методики расчета новой конструкции центробежного газожидкостного сепаратора с учетом возможности возникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель за счет двух механизмов: срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн на пленке и ударного взаимодействия капель из газожидкостного потока с шгенкой жидкости.

Научная новизна:

- установлены особенности влияния параметров капли и движущейся горизонтально или наклонно пленки жидкости на геометрические размеры возмуще-

ний, количество и размеры вторичных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли и пленки, а также зависимости относительного объема вторичных капель от характеристик капли и движущейся пленки;

- установлено влияние геометрических параметров центробежного сепаратора и режимных характеристик входного газожидкостного потока на эффективность его разделения с применением неконтактного способа определения полидисперсного состава жвдкой фазы;

- разработаны оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации.

Защищаемые положения:

- результаты экспериментальных исследований ударного взаимодействия капли с неподвижным и движущимся горизонтально или наклонно слоем жидкости;

- эмпирические зависимости и метод расчета относительного объема вторичных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли и пленки жидкости, от характеристик соударения;

- результаты экспериментальных исследований структуры течения в центробежном сепараторе и его эффективности;

- методика расчета центробежного сепаратора оригинальной конструкции, учитывающая возможность возникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель в пристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн на пленке и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока с пленкой жидкости;

- оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации.

Практическая значимость:

- разработана и создана экспериментальная установка для исследования ударного взаимодействия капли с неподвижной и движущейся пленкой жидкости;

- разработана и создана экспериментальная установка с системой автоматизированного сбора данных для исследования течения в моделях центробежных сепараторов;

- получены результаты качественного анализа влияния характеристик пленки жидкости и падающей капли на геометрические параметры возмущений, относительный объем, количество и размеры вторичных капель;

- разработанные эмпирические зависимости и метод расчета относительного объема вторичных капель могут быть использованы для детализации картины течения в сепарационных и массообменных аппаратах;

- разработанная методика расчета центробежного сепаратора может быть использована при проектировании сепарационного оборудования;

- в рамках выполнения МГУИЭ Государственного контракта с Федеральным агентством по науке и инновациям № 02.526.11.6007 от 15.08.2007 г. разработанные конструкции газожидкостных центробежных сепараторов внедрены в техно-

логическую схему производства биолизелыюго топлива на стадиях лереэтерифи-кации растительного масла и гидрооблагораживания биодизельного топлива.

Методы исследования н достоверность полученных результатов.

Для решения поставленных задач разработаны и изготовлены экспериментальные установки, проведены модельные физические исследования. Полученные экспериментальные данные основываются на сертифицированных средствах измерения и обработки, обеспечивающих получение устойчивых и воспроизводимых результатов. Достоверность выводов базируется на использовании классических уравнений механики жидкости и газа применительно к моделям закрученных потоков.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на: VII Научно-практической конференции «Московская наука - проблемы и перспективы» (г. Москва, 2006 г.); VII Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.); VII Всероссийской конференции молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (г. Новосибирск, 2009 г.); VI Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов» (г. Москва, 2009 г.); Научной конференции студентов и молодых учёных МГУИЭ (г.Москва, 2009 г.).

Публикации.

По результатам работы опубликовано 12 научных работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 4 патента Российской Федерации.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа содержит введение, 3 главы, основные выводы, библиографический список из 149 источников на русском и английском языках, 61 рисунок, 4 приложения на 18 страницах. Объем работы (без приложений) составляет 144 страницы машинописного текста.

Личный вклад автора.

В основу диссертации положены результаты научных исследований, выполненных автором на кафедре «Инженерная экология городского хозяйства» (ИЭГХ) Московского государственного университета инженерной экологии и в лаборатории механики сложных жидкостей Института проблем механики им. А.Ю. Иш-линского РАН (ИПМех РАН). Личный вклад автора состоит в разработке и участии в создании двух исследовательских установок, непосредственном проведении экспериментов, обработке, ан&чизе и обобщении полученных данных.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель, научная новизна, отражены основные результаты работы, определена их научная и практическая ценность.

В первой главе проведен обзор теоретических и экспериментальных исследований в области гидродинамики двухфазных потоков применительно к центро-

бежной сепарации. Рассмотрены особенности течения и разделения газожидкостных потоков в центробежных сепараторах, влияние параметров газокапельного потока и геометрии аппарата на эффективность разделения, механизмы возникновения вторичного уноса. Различные аспекты течений в центробежных сепараторах изучались многими отечественными исследователями: A.M. Кутеповым, С.С. Ку-тателадзе, Б.И. Нигматулиным, М.А. Гольдштиком, A.A. Халатовым, Д.А. Барановым, Б.Г. Покусаевым, В.Г. Систером, М.Г. Лагуткиным, А.Ю. Вальдбергом, Ю.В. Мартыновым. Среди зарубежных исследований по данной тематике можно выделить монографию А. Гупты, Д. Лилли и Н. Сайреда и др.

Были систематизированы имеющиеся в настоящий момент в отечественной и зарубежной литературе теоретические и экспериментальные результаты исследований гидродинамических процессов в газожидкостных системах с капельным орошением поверхности. Анализ источников показал отсутствие экспериментальных исследований, содержащих детальную визуальную картину взаимодействия отдельной капли с движущейся пленкой жидкости.

Во второй главе приведено описание экспериментальной установки, разработанной и созданной совместно с ИПМех РАН для анализа упрощенной модели механизма возникновения вторичного уноса в ходе центробежной сепарации за счет взаимодействия капель из разделяемого потока с отсепарированной пленкой жидкости. Упрощение заключается в следующем: в экспериментах вместо центробежной силы на падающую каплю действует гравитационная сила, толщина пленки и диаметр капель на порядок превышают соответствующие параметры, характерные для центробежных сепараторов. Однако данная модель позволила с использованием имеющихся технических средств получить поддающуюся последующему анализу детальную картину ударного взаимодействия капли с пленкой жидкости с возможностью точной регистрации размеров возмущений, в том числе, фракционного состава вторичных капель. Также для большего приближения к модели взаимодействия капель с отсепарированной пленкой жидкости в центробежных сепараторах, где капли падают на пленку под некоторым углом, были проведены эксперименты по капельному орошению пленки при варьировании угла наклона слоя жидкости.

Схема установки показана на рис. 1. Описана методика проведения экспериментов и обработки полученных данных. С помощью высокоскоростной видеокамеры (с частотой съемки 200 кадров/с и экспозицией до 1 мс) были детально зафиксированы характер развития и параметры каверны, короны, султана, вторичных капель от падения отдельной капли на движущийся горизонтально или под некоторым углом наклона слой жидкости.

Эксперименты проводились при варьировании следующих начальных параметров: высоты падения капель (Ьпад - 0,7; 1; 1,25 и 1,5 м); диаметра падающих капель (dKan ~ 3,8; 4,3 и 5,5 мм); угла наклона поверхности слоя жидкости относительно горизонтали (а - 0°, 2°, 5°, 7°, 10°); скорости движения слоя жидкости (исл - от 0 до 0,65 м/с); толщины пленки жидкости (5СЛ - от 1 до 22 мм).

В качестве жидкости в экспериментах использовалась водопроводная вода.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки по исследованию ударного взаимодействия капли с пленкой жидкости

Проведен качественный анализ влияния на геометрические параметры возмущений, относительный объем, количество и размеры вторичных капель характеристик пленки жидкости и падающей капли. В диапазоне исследованных режимных параметров выявлены следующие особенности:

- изменение исл (величина которой в экспериментах была на порядок меньше скорости падения капли г>кап) и небольшое изменение 8СЛ существенно влияет на картину и параметры возмущений;

- падение капли на движущуюся пленку жидкости приводит к появлению угла отклонения султана (в случае его возникновения) от вертикального положения в сторону движения пленки жидкости р, который увеличивается с ростом т)сл и а;

- высота султана Ьсул уменьшается с ростом исл и а и уменьшением с!кап;

- высота султана }1С),Л с ростом Ьпал возрастает при 5СЛ > 2 мм и уменьшается при 6СЛ< 1,5 мм;

- диаметр султана ёсул увеличивается с ростом исл и а;

- диаметр каверны Окав и высота короны Ькор увеличиваются с повышением ЬПад и с!кап и уменьшением а. Также Окав увеличивается с ростом г)сл;

- относительный диаметр каверны Окав/с1кап незначительно увеличивается с ростом т)сл и Ьпаз и уменьшается при увеличении а и с!хап.

Установлены механизмы образования вторичных капель от ударного взаимодействия капли с пленкой жидкости:

- за счет разрушения султана (в случае его возникновения) (рис. 2);

- за счет разрушения короны (рис. 3).

? §-* ' !

| д]„ , 1 » 1' ■ %

¿1"

А г

нищ

а) 1 = 20мс б) I = 35 мс в) 1= 110 мс г)1=130мс

Рис. 2. Динамика развития картины взаимодействия капли диаметром = 4,6 мм, падающей с высоты Ьпщ = 1,5 м, с неподвижным горизонтальным слоем жидкости толщиной 5Ш = 3 мм, Ькор - высота короны, 11каа - глубина каверны, Вкав - диаметр каверны, - высота султана,

<3Сул - диаметр султана

Г = 5мс б)1 = 15мс в) 1 = 25 мс гН = 45мс

Рис. 3. Моменты разрушения короны, образующейся от соударения падающей с высоты ЬПад=0,7 м капли с1кал = 4,4 мм с движущимся слоем жидкости толщиной 8« = 1 мм (а = 10°)

при 1>сл = 0,33 м/с

Выявлено, что в случае образования вторичных капель за счет разрушения султана (рис. 4), кривая зависимости относительного суммарного объема вторичных капель Ует1ап/Укап от скорости слоя исл имеет максимум. С увеличением «и, при образовании вторичных капель за счет разрушения короны (рис. 5) линейно возрастает Ут,кап/Укап.

, м/с

О 0,025 0,05 0,075 0,1 0,125

, ОТ1)„, При =1 м, с!кш=4,3мм, а = 0°, 5м=4мм

_, м/с

0,3 0,4 0,5 0,6

♦ с!кап=4,9 мм; Ьпад=1,5 м йёкагг=4,4 мм; Ьшд=0,7 м Рис. 5. Зависимость Ут.ыг/Укт ОТ Уел при 5сл=1мм, а=10°

Установлено, что У„кап/Ука„ линейно возрастет с уменьшением 6СЛ из-за более интенсивного отрыва крупных капель от короны и султана (рис. 6).

Рис

йс [. ми

1,5 2,5 3,5

. 6. Зависимость Увт.кап/У,

от 5СЛ при Ь11М=1 м, <1кап= 4,3 мм, а= 0", ьсл = О

С ростом сЗкап или ¡1пал капля выбивает большее количество жидкости и величина „¡.„/Уна,, монотонно увеличивается (рис. 7, 8).

о

А

р-

0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6

О а=0, 6сл=4 мм, исл=0,114 м/с О а=7.8сл~1.5 мм. усл=0.58 м/с

Рис. 7. Зависимость V,, М[/Ушп от Ьлад при 4а„=4,5 мм

0а=0, Ьлад=1,5 м, ссл--5,5 мм, 1)сл=0,16 м/с Оа=2, Ьпад=0,7 м, бсл=1,5 мм, исл=0,36 м/с Ла-2? Ьпад-1 м, 6сл=2 мм, исл=0,21 м/с Ж«=7. 1шадН -Уг. 5сд-1.5 мм. усл=0А м/с

, ОТ с1к!

Относительная погрешность величины Ует кап/ Укап (рис. 4 - 8) не превышает 4,2-^5,5% с доверительной вероятностью 0,95.

Анализ зависимостей (рис. 4 - 8) показал, что параметрами, наиболее существенно влияющими на образование вторичных капель, являются диаметр падающей капли и толщина слоя жидкости. На этом основании граница действия двух механизмов образования вторичных капель выражена через введенный

безразмерный параметр ""'"'" , в котором расчетная максимально возможная (в

8а

случае отсутствия влияния дна лотка на развитие каверны) глубина каверны определялась по формуле [1, 2]:

«■„-ЩР^г^^^Н .п.

Установлено, что при Ккав.Расч/5

сл < 3,3 образование вторичных капель происходит за счет разрушения султана, а при Кгав.расч/&сл ^ 3,3 - за счет разрушения короны.

Получены эмпирические зависимости (рис. 9) и разработан метод расчета относительного суммарного объема вторичных капель для двух механизмов их

образования. Для обобщенной оценки зависимости Уеткап/Укап от параметров пленки жидкости и падающей капли введен комплексный безразмерный параметр соударения, характеризующий соотношение инерционных сил падающей капли, слоя жидкости и силы поверхностного натяжения данной жидкости:

I-л0.'

. (2)

3 = \ ТУе,

где =

Рж-^кт-Сона)2

■ число Вебера для падающей капли;

(у™, • Сода) „ и2а -Рг -—, Рг =--число Фруда для капли и слоя жидкости,

соответственно.

V» 12"

10

8

6

4

2 О

1 1 *

I ^ „ <3/1...... >3,3

1 . \

V /

N

N

1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8' Рис. 9. Зависимость Ущ-.кап/Укап от обобщенного параметра соударения 1

Относительная погрешность величины У8Тка„/Угап (рис. 9) составляет (4,2-5,2)% с доверительной вероятностью 0,95.

В результате критериальные эмпирические зависимости для расчета величины Увткап/Укап выглядят следующим образом:

V к

-^=- = 108,8-./2 -304,6-7 + 213, при <3,3, (3)

= 0001-У'8,7, при ^^еш.>зз. ^ 8„

(4)

Относительная погрешность аппроксимации экспериментальных данных составляет не более 23%.

Экспериментальные данные, обобщенные на рис. 9, получены при следующих условиях: для Ккав.Расч/Зсл < 3,3 при \Уекап=(735-1898), Ргкап=(0,32-0,71), Ргсл=(0,001*0,74); для Я^сЛл > 3,3 при \Уекап=(713-2017), Ргкап=(0,31-0,71), Ргсл=(0,16-32,54).

Расчет построен на следующих допущениях: жидкость - ньютоновская; в начальный момент температура в капле и пленке одинакова и не меняется в процессе их взаимодействия.

Наименьший суммарный объем вторичных капель соответствует 1=1,4 (рис. 9).

Проанализирован фракционный состав вторичных капель и установлены диапазоны их относительных размеров в зависимости от механизмов образования. Для области с 1<1,4 с увеличением .1 диапазон размеров и максимальный диаметр вторичных капель уменьшается, а для области с 1>1,4, наоборот, с повышением } увеличивается диапазон размеров и максимальный диаметр вторичных капель.

В главе 3 приведено описание разработанной и созданной на кафедре «ИЭГХ» МГУИЭ экспериментальной установки (рис. 10) для исследований процесса центробежной сепарации. Описана методика проведения экспериментов и обработки полученных данных.

---передача доннах 4—шдкостс <i—газ —газо-хидкостнвй гкток

Рис. 10. Блок-схема экспериментальной установки по исследованию процесса центробежной

сепарации газожидкостной смеси i - воздуходувка; 2 - центробежный сепаратор; 3 - векторный преобразователь частоты с регулятором обратной связи; 4 - диафрагма; 5 - насос для подачи жидкости; 6 - емкость для хранения и отбора жидкости; 7 - генератор капель (с регулируемой форсункой); 8 - расходомер; 9 - рейдирующий вентиль форсунки; 10 - запорный вентиль; 11, 12 - емкости для слива жидкости; 13 - датчик температуры; 14 - датчики давления; 15 - компьютерная система (устройство для сбора и обработки данных); 16 - измеритель дисперсного состава частиц аэрозоля в воздушном потоке Malvern Spraytec; 17 - компрессор для обдува стекол смотровых труб; 18-термоанемометр; 19 - термовлагомер; 20 - фотоаппарат; 21 - U-образный диффманометр

Исследования проводились на системе вода-воздух при варьировании сле-

„ 2 JtRLSinw,r ...

дующих параметров: степени закрутки потока на входе Квх=-——=10,3;

16,3; 27,9 и 76,2, высоты сепаратора Н - 570 и 800 мм, расхода газового потока Qr=19 -К360 м3/час, расхода жидкости - Q»=26 ^ 101 л/час, нагрузки по жидкости

0ж/0г= 0,07 4,78 л/м3. При этом скорость газового потока на входе в центробежный сепаратор изменялась в диапазоне квх= 1,6 + 139 м/с.

Газожидкостный поток создавался в генераторе капель, представляющем собой регулируемую форсунку. Управление экспериментом осуществлялось с помощью компьютерной программы, написанной в среде ЬаЬ\те№, со встроенной платой Ь-сагсЗ 791 для автоматизации сбора, обработки и хранения полученных данных. К плате по отдельным каналам подсоединены датчики давления, диафрагма и расходомер. С помощью лазерного анализатора размеров частиц Ма!уегп 5ргау1ес регистрировался в режиме реального времени полидисперсный состав капель жидкой фазы в двухфазном потоке в диапазоне 0,2 2000 мкм в трубе подвода газожидкостного потока и на выходе из выхлопной трубы сепаратора.

Экспериментальные исследования проводились на разработанной сборной 1 модульной конструкции центробежного сепаратора (рис. 11).

Рис.11. Центробежный сепаратор 1 - подводящая камера; 2 - цилиндр из оргстекла; 3 - стакан; 4 - входной тангенциальный патрубок; 5 - выхлопная труба; 6 - кольцевой элемент выхлопной арубы; 7 - вертикальная пластина; 8 - кольцевое основание для пластин; 9- патрубок для удаления дисперсной фазы; 10 - перегородка-ловушка; 11 - конический отбойник; 12 - зазор; у/м - угол между осью тангенциального патрубка и радиусом; Ьцил - высота цилиндра из оргстекла; Н - высота сепаратора

В результате анализа полученных при фотосъемке кадров с изображением картины винтообразного движения пленки жидкости внутри сепаратора было выявлено, что угол закрутки потока <р не зависит от расхода жидкой фазы <3Ж и высоты сепаратора Н, и увеличивается с ростом степени закрутки потока на входе Квх, но преобладающее влияние на него оказывает величина среднерас-ходной скорости -оом,асх, с повышением которой ф увеличивается (рис. 12).

Влияние величины иср.расх на изменение общего гидравлического сопротивления ДР, измеренного с помощью и-образного диффманометра, возрастает с увеличением степени закрутки потока на входе Кох(рис. 13).

ДР, кПа

0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5

• Квх=10,3 ■ Квх=] 6,3 'Квх=27,9 »Квх=76,2

Рис. 12. Зависимость угла закрутки потока <р от среднерасходной скорости потока i)cp-pacx

С помощью термоанемометра в отсутствие дисперсной среды в верхней части цилиндрической зоны сепаратора были проведены измерения тангенциальной и осевой компонент скорости газового потока в 4-х поперечных сечениях по высоте сепаратора и в радиальном направлении на расстояниях 1; 11 и 22 мм от внутренней стенки сепаратора при варьировании расхода и степени закрутки потока на входе. Для ввода зонда термоанемометра в цилиндре выполнены отверстия под углом у = 75°, 165°, 255°, 345°.

Выявлено, что при сохранении всех режимных параметров постоянными, значения осредненных по поперечным сечениям относительной тангенциальной и осевой составляющих скорости газового потока уменьшаются от

верхнего к нижнему сечению из-за предполагаемого постепенного уменьшения Ка и потерь напора при его движении в сепараторе. При увеличении Квх разница в соответствующих значениях относительных составляющих скоростей между сечениями сокращается (снижается относительная неравномерность потока по высоте).

При увеличении ивх за счет увеличения К„х (при Qr = const) значения возрастают от Квх = 10,3 до 16,3, а при Кт от 16,3 до 76,2 - убывают. Обнаружено, что существует некоторое пороговое значение степени закрутки, до которого

♦ Квх=10,3 ИКвх=16,3 АКвх=27,9 МКвх=76,2 |

Рис. 13. Зависимость гидравлического сопротивления аппарата ДР от среднерасходной скорости иСр-расх

м/с

,5 4,5 5,5 6,5 _7,5_8,5_ 9,5

ее целесообразно повышать для увеличения тангенциальной составляющей скорости газового потока с целью повышения эффективности сепарации. Нецелесообразность дальнейшего увеличения Кш заключается и в возрастании при этом гидравлического сопротивления аппарата.

При анализе графических зависимостей максимальных по радиусу г (сред- ] них по верхнему поперечному сечению) значений тангенциальной составляющей скорости газового потока внутри сепаратора ш от Квх (рис. 14) выявлены две области: при Км<24 - область достаточно резких изменений при слабом возрастании ДР; при Квх>24 - область незначительного увеличения Ог_тах при сильном возрастании ДР. Значение Квх~24 для использованной в экспериментах конструкции центробежног о сепаратора принято пороговым.

t i

--1- —ы- -j*

ш SP- —, —Я— - —и

1 • -

5 10 15 20 25 30 35 40 45__50__ 55 60 65 70 75 _80

-*-иср-расх=0,69 м/с -«-1)ср-расх=1,39м/с I__—**-,у>ср-расх=2Л9 м/с_—*—исо-расх-2.83 м/с___

Рис. 14. Зависимость ücmax ОТ КВх

Получены экспериментальные зависимости отношения локальной тангенциальной составляющей скорости газового потока к осреднеиной по поперечному сечению тангенциальной составляющей скорости vjv= и отношения локальной осевой составляющей скорости газового потока к осредненной по поперечному сечению осевой составляющей скорости uJuol от относительного радиуса r/R в поперечных сечениях сепаратора при максимальном и минимальном значении Квх. Выявлено, что неравномерность потока по поперечным сечениям присутствует, причем, в большей степени в верхнем сечении, где поток перестраивается. Далее, при движении по цилиндрическому каналу вниз относительная неравномерность потока падает.

Установлено, что с увеличением степени закрутки потока на входе Квх или расхода газового потока Qr (при A^const) степень неравномерности по поперечному сечению также уменьшается.

Для выявления зависимости эффективности центробежной сепарации от входных параметров газожидкостного потока учитывался вторичный унос за счет срезания газовым потоком гребней поперечных волн отсепарированной пленки жидкости. Эффективность определялась как функция отношения двух сил: увлекающей силы газового потока Fd, пропорциональной касательным напряжениям на межфазной поверхности, и силы поверхностного натяжения Fa:

'ЧЙ (5)

Унос начинается, когда и при условии, что течение в волне - это течение простого сдвига, а сдвиговое напряжение по высоте пленки - постоянно.

В качестве аргумента, определяющего отношение (— , введен безразмерный «параметр уноса»:

м = -

ЛГ-Ке.,,

(6)

где = Уи'2* +1/2«,- - суммарная скорость газа вблизи поверхности жидкой пленки (вне газового погранслоя), м/с;

= Рж - число Рейнольдса жидкой пленки;

иш = + и2сж - суммарная скорость пленки жидкости, м/с;

., _ а.

я-й-З^

- осевая составляющая скорости движения пленки жидкости,

м/с;

и„ = иож ■ ¡¿ср - тангенциальная составляющая скорости движения пленки жидкости, м/с.

При этом в формуле (6) использован параметр вязкости N [3], в котором g

заменено на суммарное ускорение закрученной пленки жидкости gz = ^/г2 +82' 2

(gl =—— - центробежное ускорение закрученной пленки жидкости): И

* =-^-

81 'АР

(7)

Окончательно:

^ = (8)

Расчет построен на следующих допущениях:

1. Углы закрутки жидкой пленки и газокапельного потока равны друг другу и не меняются по высоте циклона, т.е. соответствуют начальной закрутке потока.

2. В условиях преобладающего влияния на снижение эффективности сепарации вторичного уноса с поверхности пленки предполагается, что вся жидкость из сепарируемого потока осела на его внутренней поверхности и сформировала пленку.

3. Скорость газа над пленкой и скорость пленки постоянны - от начального участка и до переходной зоны - зоны разворота потока; изменением скорости по высоте пленки пренебрегаем.

4. Пограничные слои между стенкой корпуса аппарата и пленкой жидкости, между пленкой жидкости и газовым потоком в расчетах не учитываются.

5. Жидкость - ньютоновская, газожидкостный поток - изотермический.

6. Пленка жидкости распределена по всей поверхности внутренней стенки цилиндрической части сепаратора.

В результате обработки экспериментальных данных получена эмпирическая зависимость Г| от М (рис. 15). Относительная погрешность величины г| (рис. 15) составляет (3,3-4,8)% с доверительной вероятностью 0,95. ч

1

0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6

-евгёй*»

л п

•

¿V---- и

11 * -

0

0,05

0,1

0,15

м

0,2

0,25

0,3

0,35

♦ Н/1)=4,13 I • Н/0=4,13 без кольцевого элемента |----Н/Р=5,8_

СЗ 11/0=5,8 -№0=4,13

Рис. 15. Зависимость общей эффективности центробежной сепарации т) от параметра уносаМ при т=0,1

В результате эмпирическая зависимость для расчета г] выглядит следующим образом:

г; = -2,69-

■ М + 0,98 при М = -

(9)

Л

Показатель степени т=0,1 в формуле (9) был выбран с учетом лучшей аппроксимации экспериментальных данных. Относительная погрешность аппроксимации экспериментальных данных составляет не более 10%.

Экспериментальные данные, обобщенные на рис. 15, получены в следующих диапазонах значений безразмерных параметров: 11е[1л=( 15,7-180),

Яе. =

— =(6535-85640), N=(0,2-10"3-4,4-103), 4,13 < ~ < 5,!

Из графика (рис. 15) видно, что в исследованном диапазоне с увеличением высоты сепаратора Н увеличивается эффективность очистки при равных значениях М. На графике также нанесены точки, соответствующие проведенным экспериментам на сепараторе без кольцевого элемента выхлопной трубы. Видно, что установка кольцевого элемента повышает эффективность сепарации.

Разработана методика расчета сепаратора, учитывающая возможность возникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель в пристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн с отсепарированной пленки жидкости и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока с пленкой жидкости.

Основные результаты н выводы

1. С помощью высокоскоростной видеосъемки детально зафиксирована динамика возмущений от падения капли на движущийся горизонтально или наклонно слой жидкости.

2. Установлено влияние высоты падения и размера капли, толщины, скорости и угла наклона пленки жидкости на диаметр, высоту и угол наклона султана; высоту короны; диаметр каверны; относительный объем, количество и размеры вторичных капель, образующихся при ударе капли в пленку жидкости.

3. Установлены механизмы образования вторичных капель от взаимодействия капли со слоем жидкости. Получены эмпирические зависимости и разработан метод расчета для определения относительного объема вторичных капель по характеристикам пленки жидкости и падающей капли для каждого механизма как функции от введенного параметра соударения I Установлены диапазоны относительных размеров вторичных капель в зависимости от механизмов их образования.

4. Установлено влияние степени закрутки потока на входе Квх и средне-расходной скорости г>Ср-ра№ на угол закрутки потока <р и гидравлическое сопротивление центробежного сепаратора ДР.

5. Получены профили осредненных по поперечным сечениям и локальных относительной тангенциальной и осевой составляющих скорости газового потока при разных значениях степени закрутки потока на входе Квх и среднерасход-ной скорости г)ср_расх. Установлено влияние Квх на относительную неравномерность потока по высоте и поперечному сечению аппарата.

6. Получена эмпирическая зависимость для определения эффективности центробежной сепарации от геометрических параметров сепаратора и введенного параметра уноса М.

5. Разработана методика расчета центробежного сепаратора оригинальной конструкции, учитывающая возможность возникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель в пристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн отсепарированной пленки жидкости и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока с пленкой жидкости.

6. Разработаны оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации.

Условные обозначения

d - диаметр, мм; D, R, H - внутренний диаметр, радиус и высота сепаратора, м; DKaB, RKaB,- максимальные диаметр и глубина каверны, мм; F„, Fà - сила поверхностного натяжения и увлекающая сила, Н; /„ - площадь входного сечения подводящей камеры сепаратора, м2; g - ускорение свободного падения, м/с2; gi -центробежное ускорение закрученной пленки жидкости, м/с2; gi - суммарное ускорение закрученной пленки жидкости, м/с2; hKOp - высота короны, мм; Ьпад - высота падения капель, м; Ьсул, d^ - максимальная высота султана и соответствующий ему диаметр_ мм; Кп - степень закрутки потока на входе центробежного сепаратора; Qr- расход газа, м3/час; Q» - расход жидкости, л/час; RK, LK- радиус и высота подводящей камеры, м; г - радиус, м; t - время, с; V - объем, мм3; v -суммарная скорость, м/с; U- средняя скорость, м/с; и г - суммарная скорость газа вблизи поверхности пленки жидкости (вне газового погранслоя), м/с; vz, v0 - тангенциальная и осевая составляющие скорости; АР - гидравлическое сопротивление, кПа; Др=рж-рг - разность плотностей газа и жидкости, кг/м3; а - угол наклона лотка (поверхности слоя жидкости) относительно горизонтали, градусы; ß -угол отклонения султана от вертикального положения, градусы; у - угол, под которым производился замер профилей скорости, градусы; 8 - толщина слоя/отсепарированной пленки жидкости, мм; S - средняя толщина слоя/отсепарированной пленки жидкости, мм; т] — эффективность сепарации; (j. -динамическая вязкость, Па-с; р - плотность, кг/м3; а - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; ф - угол закрутки потока, градусы; - угол между осью тангенциального патрубка и радиусом, градусы.

Критерии подобия: Fr - число Фруда; J - параметр соударения; M - параметр уноса; N - параметр вязкости; Re - число Рейнольдса; We - число Вебера.

Подстрочные индексы и сокращения: втор.кап - вторичные калли; вх -поток на входе в сепаратор; г - газ; ж - жидкость; к - камера; кав - каверна; кап -падающая капля; о - осевая; пад - падение капли; пл - пленка жидкости; расч -расчетное; сл - слой жидкости; ср-расх - среднерасходная (относится к скорости газового потока); цил - цилиндр; max - максимальная величина; т - тангенциальная.

Список цитируемой литературы:

1. Архипов В.А., Трофимов В.Д. Образование вторичных капель при ударном взаимодействии капли с поверхностью жидкости//ПМТФ, 2005, т. 46, №1.-с. 55-62.

2. МайерВ.В. Кумулятивный эффект в простых опытах. М.: Наука, 1989.- 125 с.

3. J.O. Hinze. Fundamentals of the hydrodynamic mechanism of splitting in dispersion processes// AICLE Journal, 1955, №1. - pp. 289-295.

Основные положения работы изложены в следующих публикациях:

1. Елисеева O.A., Систер В.Г., Орлов C.B. Измерение фракционного состава двухфазных систем при определении эффективности сепарационных процессов// Химическое и нефтегазовое машиностроение - 2008. № 12. - с. 33 - 35.

2. Систер В.Г., Елисеева O.A., Леднев А.К. Исследование закономерностей ударного взаимодействия капли с поверхностью жидкости// Химическое и нефтегазовое машиностроение - 2009. № 5. - с. 11 -12.

3. Систер В.Г., Елисеева O.A., Леднев А.К. Образование вторичных капель при соударении капли с поверхностью жидкости// Химическое и нефтегазовое машиностроение - 2009. № 8. - с. 16-18.

4. Систер В.Г., Елисеева O.A. Вторичный капельный унос в процессе центробежной сепарации газожидкостной смеси// Мат. Третьего Московск. Научного Форума VII науч.-практ. конф. «Моск. Наука-Проблемы и перспективы», Москва, 2006-с. 266-272.

5. Елисеева O.A., Систер В.Г. Ударное взаимодействие капли с поверхностью жидкости// Сборник трудов Седьмой Межд. науч.-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», Санкт-Петербург, 2009 - с. 200 - 202.

6. Елисеева O.A., Систер В.Г., Леднев А.К. Исследование формы начального возмущения при соударении капель с водной поверхностью// Тезисы докладов VII Всеросс, конф. молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии», Новосибирск, 2009. - с. 77 - 79.

7. Елисеева O.A., Систер В.Г., Леднев А.К. Закономерности соударения капель с поверхностью жидкости// Сборник трудов VI Междунар. науч.-практ. конф. «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов», МГУИЭ, 2009 г. - с. 111-113.

8. Елисеева O.A., Систер В.Г., Леднев А.К. Исследование закономерностей образования вторичных капель при ударном взаимодействии капли с пленкой жидкости// Тезисы докл. научн. конф. студ. и молод, уч. МГУИЭ, 2009. - с. 88.

9. Патент (19) RU (11) 2372146 (13) С1 Центробежный сепаратор для разделения двухфазного потока/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.11.2008 г.; опубл. 10.11.2009 г.; Бюлл. № 31.

10. Патент (19) RU (11) 2379119 (13) С1 Центробежный сепаратор/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.11.2008 г.; опубл. 20.01.2010 г.; Бюлл. № 2.

11. Патент (19) RU (11) 2379121 (13) С1 Вихревой центробежный сепаратор/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.12.2008 г.; опубл. 20.01.2010г.; Бюлл. № 2.

12. Патент (19) RU (11) 2379120 (13) С1 Центробежный возвратно-прямоточный сепаратор/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.12.2008 г.; опубл. 20.01.2010 г.; Бюлл. №2.

Подписано в печать 13.09.2011 . Формат60x84 1/16. Объем 1,0 п.л. Тираж 120 экз. Заказ № 25/2011 Отпечатано в ризографе МГУИЭ, 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4

Условные обозначения.

Введение.

Глава 1. Обзор исследований взаимодействия газокапельного и пленочного потоков.

1.1. Исследование возмущений пленок жидкости при их капельном орошении.

1.2. Обзор исследований разделения газожидкостных сред, взаимодействия газокапельных и пленочных потоков применительно к центробежной сепарации.

1.2.1. Механизмы течения и разделения газожидкостных потоков в центробежных сепараторах, возникновение уноса дисперсной фазы.

1.2.2. Основные параметры пленки отсепарированной жидкости.

1.2.3. Критические режимы работы центробежного сепаратора. Влияние параметров газокапельного течения на брызгоунос.

1.2.4. Влияние геометрических параметров центробежного сепаратора на эффективность разделения.

1.2.5. Дробление и коагуляция капель при их движении в газовом потоке, поведение капель в условиях дисперсно-кольцевого течения.

Для выделения дисперсной жидкой фазы из газокапельного потока в настоящее время применяются сепараторы различных типов, среди которых наиболее широко распространенным является класс центробежных каплеуловителей из-за их достаточно высокой эффективности и производительности, простоты в изготовлении и малой металлоемкости.

Высокая степень очистки в аппаратах данного типа достигается за счет правильного расчета скоростей движения фаз при проектировании и строгого поддержания значений режимных параметров при эксплуатации сепаратора для уменьшения возможности срыва части отсепарированной жидкости со стенок аппарата и ее последующего уноса, который является основной причиной снижения разделительной способности аппарата.

Сложность общей картины газокапельного течения, взаимодействия капельного и пленочного потоков в центробежных сепараторах обусловливает трудности ее полного математического описания. Литература по численным исследованиям сепарационных процессов, основанная на решении системы уравнений На-вье-Стокса с использованием различного рода упрощений, достаточно обширна [1-7]. Однако до настоящего времени отсутствуют универсальные математические модели, отражающие всю специфику течения применительно к любой конструкции сепаратора. Различные полуэмпирические методы расчета применимы к конкретным типам и конструкциям сепараторов [8-12]. Этим вызвана необходимость исследования закономерностей влияния режимных параметров на эффективность центробежной сепарации с параллельным изучением отдельных элементов течения для более детального понимания их динамики. Одним из таких элементов является процесс ударного взаимодействия одиночной капли с движущейся пленкой жидкости, как один из механизмов возникновения вторичного уноса. Результаты исследования такого взаимодействия могут быть полезны для решения общей задачи — повышения эффективности разрабатываемых новых конструкций аппаратов химической технологии, в частности, центробежных сепараторов.

Помимо каплеулавливающих устройств капельные и пленочные потоки характерны для многих процессов, реализуемых в разнообразных тепло- и массо-обменных аппаратах химических технологий. Здесь возможны течения с капельным орошением горизонтальных или вертикально стекающих пленок жидкости, в том числе, осложненные закруткой потоков. Таким образом, детальное изучение механизма образования и динамики возмущений на движущейся пленке при ее капельном орошении является актуальной задачей.

Цель работы - выявление закономерностей взаимодействия газокапельных и пленочных потоков в условиях гидродинамического возмущения пленки жидкости внешними факторами, такими как капельное орошение и воздействие газового потока; разработка методики расчета центробежного газожидкостного сепаратора, учитывающей различные механизмы возникновения вторичрюго уноса.

Научная новизна:

- установлены особенности влияния параметров капли и движущейся горизонтально или наклонно пленки жидкости на геометрические размеры возмущений, количество и размеры вторичных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли и пленки, а также зависимости относительного объема вторичных капель от характеристик капли и движущейся пленки;

- установлено влияние геометрических параметров центробежного сепаратора и режимных характеристик входного газожидкостного потока на эффективность его разделения с применением неконтактного способа определения полидисперсного состава жидкой фазы;

- разработаны оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации.

Защищаемые положения:

- результаты экспериментальных исследований ударного взаимодействия капли с неподвижным и движущимся горизонтально или наклонно слоем жидкости;

- эмпирические зависимости и метод расчета относительного объема вто

12 ричных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли и пленки жидкости, от характеристик соударения;

- результаты экспериментальных исследований структуры течения в центробежном сепараторе и его эффективности;

- методика расчета центробежного сепаратора оригинальной1 конструкции, учитывающая возможность возникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель в пристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн на пленке и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока с пленкой жидкости;

- оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации.

Практическая значимость:

- разработана и создана* экспериментальная установка для. исследования ударного взаимодействия капли с неподвижной и движущейся пленкой жидкости;

- разработана и создана экспериментальная установка с системой автоматизированного сбора данных для исследования течения в моделях центробежных сепараторов;

- получены результаты качественного анализа влияния характеристик пленки жидкости и падающей капли на геометрические параметры возмущений, относительный объем, количество и размеры вторичных капель;

- разработанные эмпирические зависимости и метод расчета относительного объема вторичных капель могут быть использованы для*детализации картины течения в сепарационных и массообменных аппаратах;

- разработанная методика расчета центробежного сепаратора может быть использована при проектировании сепарационного оборудования;

- в рамках выполнения МГУИЭ Государственного контракта с Федеральным агентством по науке и инновациям № 02.526.11.6007 от 15.08.2007 г. разработанные конструкции газожидкостных центробежных сепараторов внедрены в технологическую схему производства биодизельного топлива на стадиях переэтерифи

13 нации растительного масла и гидрооблагораживания биодизельного топлива:

Методы исследования и достоверность полученных результатов.,

Для решения поставленных задач разработаны и изготовлены.экспериментальные установки, проведены* модельные физические исследования: Полученные экспериментальные данные основываются на * сертифицированных средствах измерения, и обработки, обеспечивающих получение устойчивых и воспроизводимых результатов. Достоверность выводов, базируется* на использовании классических уравнений механики жидкости и газа» применительно к моделям закрученных потоков.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались, на: VII Научно-практической конференции-«Московская наука - проблемы и перспективы» (г. Москва, 2006 г.); VII Международной* научно-практической конференции «Исследование, разработка, и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2009 г.); VII Всероссийской' конференции молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (г. Новосибирск, 2009 г.); VI Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов» (г. Москва; 2009 г.); Научной конференции студентов^ и молодых учёных МГУИЭ (г.Москва, 2009 г.).

Публикации;

По результатам работы опубликовано 12 научных работ, из них 3 статьи — в изданиях, рекомендованных ВАК, 4 патента Российской Федерации: № 2372146 «Центробежный сепаратор для разделения двухфазного потока», № 2379119 «Центробежный сепаратор», №2379121 «Вихревой центробежный сепаратор», №2379120 «Центробежный возвратно-прямоточный сепаратор».

Личный вклад автора.

В основу диссертации положены, результаты научных исследований,, выполненных автором на кафедре «Инженерная экология городского хозяйства»

ИЭГХ) Московского государственного университета инженерной экологии и в

14 лаборатории механики сложных жидкостей Института проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН (ИПМех РАН). Личный вклад автора состоит в разработке и участии в создании двух исследовательских установок, непосредственном проведении экспериментов, обработке, анализе и обобщении полученных данных.

Автор выражает особую признательность научному руководителю чл.-корр. РАН, д.т.н., проф. В.Г. Систеру за консультации, всестороннюю практическую помощь и поддержку на всех этапах подготовки диссертации; благодарность автор выражает к.ф.-м.н. - А.К. Ледневу за помощь в проведении экспериментов и при анализе результатов исследований, д.ф.-м.н. Ю.В. Мартынову за ряд ценных рекомендаций, позволивших более глубоко раскрыть тему диссертации, к.т.н., проф. Н.Е. Николайкиной за помощь в создании экспериментальной установки.

3:5. Основные выводы по главе

На созданной установке проведены экспериментальные исследования' по определению, зависимости эффективности сепарации от входных параметров-полидисперсного потока и-геометрических размеров сепаратора, исследованию структуры потока внутри сепаратора. Выявлены следующие особенности:

- угол закрутки потока ср не зависит от расхода жидкой фазы Q* и высоты сепараторами, увеличивается с ростом,степени закрутки потока на входе Квх, но преобладающее влияние на него оказывает значение среднерасходной'скорости Dcp.pacx, с повышением которого;ср,увеличивается;

- влияние величины среднерасходной скорости я)сррасх на изменение общего гидравлического.сопротивления Ар возрастает с увеличением степени закрутки потока на входе Квх;.

- при. Квх = const и варьировании! Qr кривые зависимости осредненных по поперечным сечениям относительной.тангенциальной составляющей и осевой, составляющей- скорости газового' потока от относительного радиуса имеют схожий характер;

- при сохранении всех режимных параметров постоянными, значения осредненных по( поперечным сечениям относительной тангенциальной составляющей и осевой составляющей, скорости газового потока уменьшаются. от, верхнего сечения к нижнему из-за постепенного уменьшения закрутки потока и потерь напора-при его>движении в сепараторе;

- при увеличении Квх разница в значениях осредненных по поперечным сечениям относительной тангенциальной составляющей, а также осевой составляющей скорости газового потока между сечениями сокращается (снижается относительная неравномерность потока по высоте);

- при увеличении ивх за счет увеличения Квх (при Qr ~ const) значения относительной тангенциальной составляющей скорости газового потока сначала возрастают, а затем убывают;

- пороговое значение степени закрутки потока на входе для использованной в экспериментах конструкции центробежного сепаратора, до которого ее целесообразно повышать для увеличения тангенциальной составляю щей* скорости газового потока с целью повышения эффективности сепарации, - Кпх~24;

- неравномерность потока по поперечным сечениям внутри сепаратора присутствует, причем, в большей степени в верхнем поперечном сечении, вблизи питающего патрубка, где поток перестраивается. Далее, при движении по цилиндрическому каналу вниз от верхнего сечения к нижнему относительная неравномерность потока падает;

- степень неравномерности по поперечному сечению уменьшается с увеличением Квх, а также с увеличением расхода газового потока С2Г (при АГ^сопэ!);

- с увеличением среднерасходной скорости газа иср-рас\ до некоторого порогового значения г)„ = ^Квх) наблюдается рост эффективности сепарации г|. Дальнейшее повышение иСр-рас\ приводит к постепенному снижению эффективности;

- увеличение К&х при малых оср.расх повышает эффективность сепарации, а с ростом иСр-расх - наоборот, приводит к уменьшению г|.

В результате обобщения и обработки экспериментальных данных получена эмпирическая зависимость для расчета т|, учитывающая возможность возникновения вторичного уноса за счет срезания газовым потоком гребней поперечных волн отсепарированной пленки жидкости.

Разработана методика расчета центробежного сепаратора оригинальной конструкции, также учитывающая возможность возникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель в пристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн отсепарированной пленки жидкости и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока с пленкой жидкости. пленки жидкости и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока с пленкой жидкости.

• Разработаны оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации [146-149].

1. Матвиенко О.В., Дик И.Г. Численное исследование сепарационных харакг теристик гидроциклона при различных режимах загрузки твердой фазы// ТОХТ. М. 2006. т. 40. №2. - с. 219 - 224.

2. Сажин Б.С., Акулич А.В., Сажин В.Б. Математическое моделирование движения газа в сепарационной зоне прямо гочного вихревого ai 111арата на ос1iове (к |-е)-модели турбулентности// ТОХТ. М., 2001. т. 35; №5. - с. 472-478.

3. A.J. Hoekstra, J.Л Derksen, H.E.A. Van Den Akker. An experimental' and: numerical study of turbulent swirling flow in gas cyclones. Chemical Engineering Science 54; (1999) 2055 — 2065.

4. Митрофанова О.В. Гидродинамика и теплообмен закрученных потоков; в каналах с.завихрителямич//Теплофизика высоких температур, 2003. т. 41, №4. -с. 587-633:

5. Смульский- И.И. Аэродинамика и процессы^ в вихревых камерах// Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма. 1992 г. — 301с.

6. Казанцева О.В., Пиралишвили Ш.А., Фузеева А.А. Численное моделирование закрученных течений в вихревых трубах// Теплофизика высоких температур: 2005: Т. 43; №4. с. 606-61Т.

7. Овчинников А.А. Динамика двухфазных закрученных турбулентных течений в вихревых сепараторах// Казань: ЗАО «Новое знание», 2005 г. 288 с:

8. Bingtao Zhao, Yaxin Su. Particle collection theory for cyclone separators: summary and comparision. Part. Part. Syst. Charact. 23 (2006) 484-488;

9. L. Wang; C.B. Parnell, B.W. Shaw, R.E. Lacey. A theoretical approach for predicting number of turns and cyclone pressure drop. Transactions of the ASABE. Volt 49 (2): 491-503.

10. Chang H. Jung and 1 lyun-Seol Park. A Simplifield model to estimate the size distribution change of poly dispersed aerosol for cyclone separator.-Particulate Scienceand Technology, 26: 337-348, 2008.

11. Akira Ogawa, Tsuyoshi Ikari, Hiroyuki Murakami and Kouhei Satho. Estimation of the radial' distribution of the tangential velocity in a vortex chamber. Journal of Thermal Science Vol. 18, № 1 (2009) 27-32.

12. Лазарев В.А. Метод определения аэродинамических показателей циклонов по геометрическим параметрам их входных и выходных патрубков// Хим. и нефтегаз. машиностр. М., 2006. №6. — с. 37 - 39.

13. D.A. Weiss, A.L. Yarin. Single drop impact onto liquid films: neck distortion, jetting, tiny bubble entrainment, and crown formation //J. Fluid"Mech., 1999, v. 385. -pp. 229-254.

14. A.I. Fedorchenko, An-Bang Wang. On some common features of drop impact on liquid surfaces/ZPhysics of fluids. 2004, v. 16, № 5. pp. 1349-1365.

15. Архипов B.A., Трофимов В.Д. Образование вторичных капель при ударном взаимодействии капли с поверхностью жидкости// ПМТФ, 2005, т. 46, №1. -с. 55-62.

16. G.E. Cossali, М. Marengo, A. Coghe, S. Zhdanov. The role of time in single drop splash on thin film// Experiments in fluids. 2004, №36. pp. 888-900.

17. Жбанкова С.Д., Колпаков В.А. Соударение капель воды с плоской водной поверхностью// Известия АН СССР. МЖГ, 1990, №3. с.165-168.

18. I.V. Roisman, К. Horvat, С. Tropea. Spray impact: Rim transverse instability initiating fingering and splash, and description of a secondaiy spray// Physics of fluids, 2006, v. 18,№10. -pp. 102104(1-19).

19. Huang Qiyn, Zhang Holden. A study of different fluiddroplets impacting on a liquid film//Petroleum Sci., 2008, №5. pp. 62-66.

20. C. Motzkus, E. Ge'hin, F. Gensdarmes, Study of airborne particles produced by normal impact of millimetric droplets onto a liquid film// Exp Fluids, 2008, №45.-P. 797-812.

21. GUO Jia-hong {ШШ), DAI Shi-qiang Numerical simulation onthe mechanism of the normal impact of two droplets onto a thin film// Journal of

22. Shanghai University (English Edition), 2007, № 14(3). P. 210-212.

23. Kuo-Long Pan, Kai-Ren Cheng, Ping-Chung Chou, Ching-Hua Wang. Collision dynamics of high-speed droplets upon layers of variable thickness// Exp Fluids, 2008, № 45. P. 435-446.

24. D. Gaviezel, C. Narayanan, D. Lakehal. Adherence and'bouncing of liquid droplets impacting on dry surfaces// Microfluid Nanofluid, 2008, №5. P.469-478.

25. Kensuke Yokoi. A numerical method for free-surface flows and its application^ droplet impact on a thin liquid layer// J. Sei. Comput, 2008, № 35. P. 372— 396.

26. Randy L. Vander Wal, Gordon M. Berger, Steven D. Mozes. The splash/non-splash boundary upon a dry surface and thin fluid film// Experiments in Fluids, 2006, № 40. P. 53-59.

27. Nobu. Nishikawa, Taka. Suzuki, Akira Suzuki. Numerical Simulation of Splash of Droplet// Tenth international conference on numerical methods in fluid dynamics. Lecture Notes in Physics, 1986, Vol. 264/1986, 499-504, DOI: 10.1007/BFb0041839.

28. R. Kannan, D. Sivakumar. Impact of liquid drops on a rough surface1 comprising microgrooves// Exp Fluids, 2008, № 44. P. 927—938.

29. M.R.O. Pana~o, A.L.N. Moreira. Experimental study of the flow regimes resulting from the impact of an intermittent gasoline spray// Experiments in Fluids, 2004, № 37. P. 834-855.

30. S. L. Manzello, J. C. Yang. An experimental study of a water droplet impinging on a liquid surface// Experiments in Fluids 32 (2002) 580-589.

31. Hassan Gomaa, Bernhard Weigand, Mark Haas, Claus Dieter Munz. Direct Numerical Simulation (DNS) on the Influence of Grid Refinement for, the Process of Splashing. '08/2009, Part 5,pp. 241-255, DOI: 10.1007/978-3-540-88303-6Л8.

32. F. Pigeonneau,* F. Feuillebois, Test-Case number 16: Impact of a drop on a thin film of the same liquid (PE, PA). DOI:10.1615/MultScienTechn.vl6.il-3.170. 2004.-pp. 105-109

33. Levin, Z., & Hobbs, P.V. Splashing of water drops on solid and wetted surfaces: Hydrodynamics and charge separation// Phil. Trans. R. Soc. A, 1971, № 269. -pp. 555-585.

34. Cossali, G.E., Coghe, A., & Marengo. The impact of a single drop on a wetted solid surface// Experiments in fluids, M. 1977. №22. pp. 463-472.

35. Yarin AX., & Weiss D.A. Impact of drops on, solid surfaces: Self-similar capillary waves and splashing as a new type of kinematic discontinuity// J: Fluid Mech., 1995, № 283. pp. 141-173.

36. Josserand, C., & Zaleski, S. Droplet splashing of a thin liquid film// Phys. Fluids, 2003, №15(6). pp. 1650-1657.

37. Систер В.Г., Мартынов О.Ю. Гидродинамика и массообмен пленки жидкости при полидисперсном капельном орошении// ТОХТ, 2001. т. 35, №2.-с. 164-171.

38. Мартынов Д.Ю., Систер В.Г. Воздействие капельного орошения и микроструй газа на процесс теплообмена в пленке жидкости// Препринт, издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2001 г.42: Гольдштик M.А. Вихревые потоки;. Новосибирск.: Наука, 1981. 366 с.

39. Щукин ВЖ Теплообмен- и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. 2-е изд. М:: Машиностроение, 1980: 331 с.

40. Щукин В.К., Халатов А.А. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. М.: Машиностроение, 1982. -200 с.

41. Халатов А.А. Теория и практика закрученных потоков// All УССР. Инг технической теплофизики. Киев: Наук, думка, 1989. — 192 с.

42. Кутателадзе С.С., Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках: Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1987. 282 с.47: Гуптш А., Лилли Д:, Сайред Н. Закрученные потоки/7 Mi:; Мир, 1987. -588 с.

43. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю;, Мягков Б.И., Решидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли// Москва, «Химия», 1981 г. 392 с.

44. Идельчик И.Е. Гидравлическое сопротивление циклонов; его определение, величина и пути , снижения//Механическая; очистка промышленных газов: Сб. -М., Машиностроение 1974. с. 135-159.

45. Терновский И.Г., Кутепов A.M. Гидроциклонирование. М.: Наука, 1994.-350 с.

46. Лагуткин М.Г., Кутепов A.M., Баранов Д;А. Расчет показателей разделения суспензий в гидроциклонах// Журн. прикл. химии 1996. Т. 65. №8. с. 1806.

47. Баранов Д.А., Кутепов A.M., Лагуткин М.Г. Расчет сепарационных процессов в гидроциклонах // Теор. Основы хим. технол. 1996. Т. 30. №2. с. 117.

48. Векслер Г.Б., Лагуткин М.Г., Калашников Б.Г. К расчету показателей осветления суспензий в осадительных центрифугах // Тр. академии. М.: Мос-ковск. гос. академия хим. машиностроения, 1997. Вып. 2. с. 27.

49. Кутепов A.M., Лагуткин М.Г., Муштаев В.И., Булычев С.Ю. Моделирование процесса разделения в цилиндроконическом прямоточном гидроциклоне// Теор. основы хим. технол. 2003. Т. 37. №3. с. 251-257.

50. Лагуткин М.Г., Баранов Д.А., Булычев С.Ю. Влияние силы Кориолиса на сепарацию в центробежных аппаратах// Сб. трудов Междунар. науч. конф. ММТТ-12, т. 1, Великий Новгород, 1999, с. 212-213.

51. Дубков И.А., Николаев Н.А. Динамика дисперсной фазы при прямоточном дисперсно-кольцевом течении газа и пленки жидкости в цилиндрических каналах// Химия и химическая технология. 2000 г. том 43, вып. 4.-е. 117 — 121.

52. Капица П.Л., Капица С.П., Волновое течение тонких слоев жидкости // ЖЭТФ. 1949. Т. 19. Вып. 2. с. 105-120.

53. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрейбер И.Р. Распространение волн в газо- и парожидкостных средах. Институт теплофизики. Новосибирск., 1983. -233 с.

54. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Алексеенко C.B. Стационарные двумерные катящиеся волны на вертикальной пленке жидкости // ИФЖ. 1976. Т.ЗО. №5. с. 780-785.

55. Резняков А.Б., Устименко Б.П., Вышенский В.В. и др. Теплотехнические основы циклонных топочных и технологических процессов// Алма-Ата, Наука, 1974. с. 103.

56. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем// Изд. 2-е, перераб. и доп., «Энергия», Москва, 1976. 296 с.

57. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии. 3-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1982 - 288 с.

58. Гупало Ю.П., Мартынов Ю.В., Рязанцев Ю.С. О гидродинамике и мас-сообмене закрученной пленки жидкости, стекающей по цилиндрической поверхности. ТОХТ. 1982, №1, том 16. с. 14-24.

59. Бузов A.A. Сепарация жидкости на стенки канала и унос капель с образовавшейся пленки при дисперсно-кольцевом течении двухфазного потока в осесимметричном канале// Наука и техника в газовой промышленности, №3-4,2004. с. 88 - 95.

60. Тананайко Ю.М., Воронцов Е.Г. Методы расчета и исследований пленочных процессов// Киев, Техника, 1975. 230 с.

61. Алипченков В.М., Зайчик Л.И., Зейгарник Ю.А., Соловьев С.Л., Стоник О.Г. Развитие трехжидкостной. модели двухфазного» потока для дисперсно-кольцевого режима течения в каналах. Размер капель// Теплофизика высоких температур, 2002, т. 40; №4. с. 641-651.

62. Войнов Н.А., Николаев А.Н., Тароватый Д.В., Кустов А.В. Брызгоунос в пленке воды при нисходящем и восходящем прямотоке // Химическая промышленность. Т. 85, №3-, 2008 г. с. 142-146.

63. Хьюитт Дж., Холл-Тейлор Н. Кольцевые двухфазные течения// М., Мир, 1974. 407 с.

64. G.A. Hughmark. Film thickness, entrainment and pressure drop in- annular and dispersed flow//AIGLE Journal, 1973, №5. pp. 1062-1065.

65. Нигматулин Р.И.' Динамика многофазных сред// М. Наука, 1987. 360 с.

66. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения// М: Мир. 1972. 440 с.

67. Fore L.B., Bens S.G., Bauer R.C. Interfacial friction in gas-liquid annular, flow: Analoges to full and transition roughness. Int. J. of Multiphase flow, 2000, v.26. p. 1755.

68. Забрудский B.T., Квурт Ю.П., Холпанов Л.П. и др. //Теоретические основы химической технологии. 1979. Т. 13. №2. с. 195.

69. Гамиев Ф.Г., Николаев Н.А.// Машины и аппараты химической технологии. Казань. 1975. Вып. 3. с. 30.

70. Елюхин В.А., Холпанов Л.П. // Теоретические основы химической технологии. 1989. Т. 23. №6. с. 741.

71. Елюхин В.А., Холпанов Л.П. Молекулярная газодинамика и механика неоднородных сред// Под ред. В.В. Струминского. М.: Наука, 1990. с. 131.

72. Вальдберг А.Ю., Мошкин A.A., Каменщиков И.Г. Образование туманов и каплеулавливание в системах очистки газов// М.: Издательский дом «Грааль», 2003.-256 с.

73. Рекин А.Д. Исследование тепло- и массообмена в технологических процессах и аппаратах// Минск: Наука и техника, 1966.Т.4. с.275.

74. Ласмовуев М.А., Пивоваров В.Е., Семенов П.А. и др.// Изв. вузов. Химия и химическая технология. 1965. Т.8, №5. с.864.

75. Кутателадзе С.С. Избранные труды//Новосибирск: Наука. 1989. 427 с.

76. Забрудский В.Т., Холпанов Л.П., Николаев H.A. и др. Влияние физических свойств жидкой фазы на величину брызгоуноса при восходящем прямоточном движении фаз// Изв. вузов. Химия и химическая технология. 1976. Т. 19, №6. с. 963.

77. Систер В. Г. Методы расчета и создание новых аппаратов для разделения газожидкостных систем в поле центробежных сил// Дисс. .д.т.н., М., 1994.- 324 с.

78. Живайкин Л.Я., Волгин Б.П.// ИФЖ. 1961. Т.4, № 8. с. 114.

79. Hitchinson P., Whalley Р.// Chem. Eng. Sei. 1973. Vol. 28, №3. P.974.

80. Чепурной M.H., Шнайдер В.Э., Синюк Н.И.//ИФЖ. 1987. Т. 52, №6. с.925.

81. Щербаков В.Н., Николаев H.A., Николаев A.M. Экспериментальное измерение дисперсной фазы при однонаправленном движении дисперсно-кольцевого потока//Тр. КХТИ им. С.М. Кирова, 1974, вып. 53. с. 120.

82. Kulov N.N., Maksimov V.V., Maljusov V.A., Zhavaoronkov N.M. Pressuredrop, mean film thickness and. entrainment in downward two-phase flow // The Chem. Eng. J, 1979, p. 183.

83. Сугак E.B., Войнов H.A., Николаев H.A. Очистка газовых выбросов в аппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами. Казань: РИЦ «Школа», 1999, 224 с.

84. M.Ishii, M.A.Gromles. Inception criteria for droplet entrainment in two-phase concurrent film flow// AICLE Journal, 1975, № 21. pp. 308-318.

85. J.O. Hinze. Fundamentals of the hydrodynamic mechanism of splitting in dispersion processes// AICLE Journal, 1955, №1'. pp. 289-295.

86. J.J. van Rossum. Experimental investigation of horizontal liquid films: Wave formation, atomization, film thickness// Chem. Eng. Sci., 1959, №11. pp. 35-52.

87. Hewitt G.F., GovanA.H. Penomenological modeling of non-equilibrium-flows with phase change// Int. J. Heat and Mass Transfer. 1990. V.331 P.229.

88. Nigmatulin R.I., Nigmatulin B.I., Khodzhaev Ya.D., Kroshilin V.E. Entrainment and. Deposition Rates in a Dispersed-Film Flow// Int. J. Multiphase Flow. 1996. V. 22.-P. 19.

89. Schadel S.A., Leman G.W., Binder J.L., Hanratty T.J. Rates of atomization , and deposition in vertical annular flow// Int. J. Multiphase Flow. 1990. V.16. P.363.

90. Нигматулин Б.И., Нетунаев C.B., Горюнова М.З. Исследование процессов уноса влаги с поверхности жидкой пленки в восходящем воздушно-водяном потоке//ТВТ. 1982. Т. 20. №2. с. 195.5,

91. Кутепов A.M.' Исследование центробежной сепарации вторичных паров при упаривании растворов// Автореф. дисс. на соиск. уч. степ; канд. техн. наук.-М., 1962.

92. Николаенко А.Д., Кутепов A.M. Исследование эффективности циклонного сепаратора // ТОХТ. вып.Н. № 2. 1970. - с. 296-300.

93. Кутателадзе С.С., Сорокин Ю.Л. Сб. Вопросы теплообмена и гидравлики двухфазных систем. М.: Госэнергоиздат, 1961. - 392с.

94. Поляков Л.Е., Пронько В.Г. Циклонные сепараторы для разделения газо-жидкостных смесей в низкотемпературных установках. Аппараты и машины кислородных и криогенных установок// М.: Машиностроение, вып.14, 1974.-С. 184-197.

95. Поляков Л.Е. Исследование циклонных сепараторов. Дисс. .к.т.н., М., 1969.- 134 с.

96. Киселев В.М., Носков A.A., Романков П.Г. Исследование уноса в колоннах с циклонными контактными элементами// ЖПХ, 1969, т. 42,вып. 9. с. 2152-2154.

97. Sumner R.J., Briens C.U., Bergougnov MîA. Investigation of a cyclon // The Can. J. of Chem. Eng., 1987, v. 65, N3, pp. 353-388.

98. Зиберт Г.К. Расчет оптимального диаметра прямоточно-центробежных элементов // Хим. и нефтегаз. машиностроение. 1984, №1. с. 89.

99. Карпович А.И., Левданский Э.И. и др. Массообменные тарелки // Химическая промышленность. 1984, № 10. с. 22-23.

100. Doershlag С., Miczek G. Chem. Eng. (N.Y.), 1977, v. 84, № 4. - pp. 6472.

101. Маслов B.E., Маршак Ю.Л. Исследование сепарации твердых взвешенных частиц на пленку жидкости при вихревом движении потока// Тепло140энергетика, 1958, №6. с. 63-70.

102. Вальдберг А.Ю., Зайцев М.М., Падва В.Ю. Применение теории подобия при экспериментальных исследованиях и конструировании циклонных аппаратов//Хим. и нефт. машиностр., 1968, №3. с.7-8.

103. Вальдберг А.Ю., Зайцев М.М., Падва В.Ю. и др. Результаты сравнительных испытаний конических циклонов со спиральным подводом газа// Хим. и нефт. машиностр., 1964. № 6. с. 3-6.

104. Жихарев A.C., Кутепов A.M., Соловьев В.В. Расчет циклонного сепаратора для разделения газожидкостных смесей // Хим. и нефтег. машиностр., 1985, №4.-с. 33-34.

105. Соловьев В.В. Влияние режимных и геометрических параметров на эффективность разделения газожидкостных смесей в циклонном сепараторе// дисс.к.т.н., М., 1982. 161 с.

106. Кутепов A.M. Расчет сепараторов циклонного типа // Химическая промышленность. -№ 4. 1964. - с.55-58.

107. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика// М.: Мир,1959 700с.

108. Гонор А.Л., Ривкинд В.Я. Динамика капли// Итоги науки и техники. Механика жидкости и газа, 1982, т. 17. с. 86 - 146.

109. Баранов Д.А. Принципы расчета и конструирования гидроциклонов для разделения эмульсий// Дисс. на соиск. степ. д.т.н., 1996 г. — 212 с.

110. Фукс H.A. Механика аэрозолей. М., Изд-во АН СССР. 1995. 352 с.

111. Яворский А.И. Эффект восстановления фракционного состава аэрозолей в газоочистительных устройствах//Сб.: Дисперсные системы в энергохимических процессах. Новосибирск. ИТФ СО АН СССР. 1982. 7 с.

112. Жаворонков Н.М., Малюсов В.А. / Теор. основы хим. технол., 1967, т. 1, №5. с. 562.

113. Николаев H.A. и др. // Теор. основы хим. технол., 1975, т. 9, №3.- с. 406-411.

114. Николаев H.A. и др. // Теор. основы хим. технол., 1989, т. 23, №5. с. 563-568.

115. Lopes J.C.B., Dukler А.Е. Droplet Dynamics in Vertical Gas-Liquid annular. AIChE J., 33, 1013 (1987).

116. Диденко А.Я. и др. Исследование локальных характеристик изотермического двухфазного потока. В сб.: Вопросы теплофизики ядерных реакторов, вып. 2. - М.: Атоиздат, 1970. - с. 13 - 24.

117. Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М.: Энергия, 1980. - 176 с.

118. Монахов В.Н., Першин A.C. Обработка результатов физического эксперимента: Методические указания. МИХМ. М., 1990. — 32 с.

119. Систер В.Г., Елисеева O.A., Леднев А.К. Исследование закономерностей ударного взаимодействия капли с поверхностью жидкости// Хим. и неф-тег. машиностроение. М., 2009. № 5. - с. 11-12.

120. Майер В.В. Кумулятивный эффект в простых опытах. М.: Наука, 1989.- 125 с.

121. Систер В.Г., Елисеева O.A., Леднев А.К. Образование вторичных капель при соударении капли с поверхностью жидкости// Хим. и нефтег. машиностроение. М., 2009. №. 8 с. 16-18.

122. Овчинников Ю.Д. Гидродинамика центробежных сепараторов производства аммиака// дисс. .к.т.н., М., 1987. 192 с.

123. Назаров A.C. Гидродинамика радиального реактора^ с проницаемым торцевым слоем катализатора// Автор. Дисс. . к.т.н., М., 1982. 24 с.

124. Кутепов A.M., Стерман Л.С., Стюшин Н.Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании// М.: Высшая школа, 1983. — 149 с.

125. Систер В.Г., Овчинников Д.Ю., Подольский И.И. Разработка высокоэффективного центробежного сепаратора // Хим. промышленность, 1993, № 12. с. 63-65.

126. Систер В.Г., Мартынов Ю.В. Исследование процесса сепарации жидких капель в винтовом канале // Теорет. основы хим. технологии, 1993, № 3. с. 264-269.

127. Дильман В.В., Мартынов Ю.В., Овчинников Ю.Д., Систер В.Г. Исследование аэродинамики турбулентных течений в винтовом канале центробежного сепаратора // Хим. и нефтехим. машиностроение, 1987, № 1. с. 18 — 20.

128. Дильман В.В., Мартынов Ю.В., Овчинников Ю.Д. Течение газа и сепарация частиц жидкости в винтовом канале с глухой и проницаемой внешними стенками // Теорет. осн. хим. технол., 1991, № 4. с. 487-495.

129. Иванникова Е.М. Гидродинамика и разделение двухфазных систем в центробежных сепараторах// дисс. .к.т.н., М., 2003. 140 с.

130. Елисеева O.A., Систер В.Г., Орлов С.В. Измерение фракционного состава двухфазных систем-при определении эффективности сепарационных процессов// Хим. и нефтег. машиностроение. М., 2008. № 12. — с. 33-35.

131. Систер В.Г. Гидродинамика центробежных сепарационных устройств// Хим. и нефтяное машиностроение. М., 1993. № 1.-е. 13-15.

132. Кемельман М.Н. Новый метод повышения эффективности центробежной сепарации// Теплоэнергетика. М., 1957. № 6. - с. 17-21.

133. Пат. (19) RU (11) 2379121 (13) С1 Вихревой центробежный сепаратор/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.12.2008 г.; опубл. 20.01.2010г.; Бюлл. № 2.

134. Пат. (19) RU (11) 2379119 (13) С1 Центробежный сепаратор/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.11.2008 г.; опубл. 20.01.2010 г.; Бюлл. № 2.

135. Пат. (19) RU (11) 2372146 (13) С1 Центробежный сепаратор для разделения двухфазного потока/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.11.2008 г.; опубл.1011.2009 г.; Бюлл. № 31.

136. Пат. (19) RU (И) 2379120 (13) С1 Центробежный возвратно-прямоточный сепаратор/ Систер В.Г., Мартынов Ю.В., Елисеева O.A.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО МГУИЭ; заявл. 10.12.2008 г.; опубл.2001.2010 г.; Бюлл. № 2.