и її збільшенні зближення крапель сповільнюється.
.3.2 Математична модель коалесценції
Принципова відмінність коалесцирует фільтрів полягає в осадженні і коалесценції дисперсної фази на поверхні і в зазорах завантаження фільтра, де утворюють безперервну фазу, здатну віддалятися з обсягу фільтра під дією гравітаційних сил. Примусове рух емульсії через завантаження в залежності від напрямку усередненого руху може як сприяти так і перешкоджати видаленню дисперсної фази з фільтра. Так само відмінність і в гідродинамічному факторі, полягає в переміщенні частинок з потоку на поверхню покриває їх дисперсної фази. З урахуванням малих радіусів каналів осадження в основному здійснюється за рахунок седиментації, але в силу неоднорідності гідродинамічного поля каналів, відбувається градієнтна коалесценція крапель між собою. У підсумку осредненная швидкість седиментації крапель, пропорційна квадрату діаметра крапель, збільшується. [32] У результаті вищевикладеного можна зробити висновок про роботу коалесцирует фільтра в три стадії:
зміна дисперсного складу крапель в результаті їх коалесценції в неоднорідному гидродинамическом поле в поровом просторі фільтра,
осадження крапель з потоку на поверхню гранулфільтрующей завантаження, покритої масляною плівкою за рахунок дії гідродинамічних, гравітаційних і поверхневих сил,
видалення плівки осаду з поверхні гранул за рахунок гравітаційних сил і гідродинамічного видування. [33]
Для опису коалесцентного поділу при проходженні через фільтр користуються капілярної моделлю порового простору [32] Так само коалесценція визначається періодом утоньшения плівки дисперсійного середовища, гідродинамічної сили потоку нафтових частинок і різниця сил Архімеда, тяжкості і опору середовища, що приводить до переміщення у внутрішню поверхню порового каналу, де можлива коалесценція і ймовірне видалення з потоку. На стан нафтових частинок вляют так само процеси, що проходять в міжфазних прикордонних шарах елементів завантажувального матеріалу. На рис 2.3.2.1.ізображен прикордонний шар у поверхні Коалесценти, що складається з двох шарів: турбулентний, де частинки утворюють еліптичну форму в поровом каналі завантаження і ламінарний, де набувають гантелеобразную форму. [34]
Рис 2.3.2.1 Схема трансформації нафтових чистячі в прикордонному шарі коалесцирует фільтра: 1-ламінарний потік водонефтяной емульсії, 2-прикордонний турбудентний шар, 3-ламінарний прикордонний шар з підвищеною щільністю, 4-нафтові частинки, 5- шийка нафтових чистячі, 6-точка контакту нафтових частинок з поверхнею Коалесценти, 7 поверхню коалесцирует фільтра
З усього вишеперчісленних можна виділити два процеси протікають в коалесцирует фільтрах- коалесценція між краплями емульсій (контактну) і між краплею і поверхнею завантаження (гідродинамічну). Розроблено математичну модель процесів гідродинамічної коалесценції і дроблення крапель нафти у фільтраційному потоці коалесцирует насадки [35], але модель призначена для достатньо концентрованих і грубодисперсних емульсій. У роботах інших авторів [36] зроблена спроба створити колоїдно-гідродинамічну теорію поділу прямих емульсій методом контактного коалесценції, що враховує зміна складу емульсії стічних вод в результаті межкапельной коалесценції в порових каналах фільтруючого завантаження та евакуацію плівки з порових каналів. Але розглянуто тільки стаціонарний режим роботи фільтра, коли очисна здатність фільтра залежить від часу його роботи через наростання на гранулах плівки нафтопродуктів і в реальних умовах нефтесодержащие води полідісперсни. Тому виникла необхідність отримання рівнянь для визначення ступеня очищення води від нафтопродуктів і товщини поточної плівки нафтопродуктів, які дозволили б отримає?? залежність цих параметрів від часу роботи фільтра і тим самим оцінити його параметри в динаміці. З цим завданням впоралися автори роботи [37], де пропонується математична модель поділу емульсії у фільтрі з коалесцирует завантаженням і методика проектування сепараційних установок.
На основі диференціальних рівнянь процесу коалесценції нафтовмісних вод в тканинних фільтрах в роботі [38] визначені гідродинамічні критерії та комплекси подібності, після постановки експериментів отримано рівняння гідродинамічної подібності досліджуваного процесу, яке дозволяє моделювати і оптимізувати процес очищення нафтовмісних вод в тканинних фільтрах
Рівняння гідродинамічної подібності процесу коалесценції нафтовмісних вод в тканинних фільтрах
, (11)
де, (12)
, (13)
, (14)
, (15)
де - концентрація нафтопродуктів у воді після ткани...
