66- مشاكل الاختيار والتصميم الدقيق لأجهزة فصل الرغوة بالأوراق لإزالة الرغوة من غازات قمة برج الغسيل وبرج الامتصاص

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2023-10-2 الساعة 14:58. فيما يتعلق بتصميم أجهزة إزالة الرغوة في أبراج الغسيل، فإنها تنقسم عمومًا إلى فئتين رئيسيتين: الفئة الأولى تضم أجهزة إزالة الرغوة ذات البنية البسيطة، والتي لا تحتوي على قنوات تدفق دقيقة منفصلة لتخفيض مستوى السائل. تشمل أجهزة إزالة الرغوة من هذا النوع الأنواع المصنوعة من الشبكات، والأنواع التي تستخدم مرشحات، والأنواع المصنوعة من الأغشية، بالإضافة إلى الأنواع التي تستخدم مواد تصفية، وكذلك الأنواع التي لا تحتوي على نظام منفصل لتخفيض مستوى السائل، وهي الأنواع التي تعتمد على الألواح الفاصلة. النوع الثاني من أجهزة إزالة الرغوة، وهي أجهزة مصممة خصيصًا بممرات تدفق دقيقة منفصلة لإزالة الرغوة. يُعد مفصل الريشة نموذجًا لهذا النوع من أجهزة إزالة الرغوة.

يحدد وجود هيكل مسارات تدفق دقيقة ثانوية مستقلة لإزالة الرغوة مبدأ التحكم في فصل الغاز عن السائل، كما أن هناك فروقًا جوهرية في كفاءة ودقة الفصل. التركيب يحدد الأداء! بعض أجهزة إزالة الرغوة، من حيث تركيبتها الأساسية، لا يمكنها على الإطلاق توفير مسارات تدفق فرعية مستقلة لخفض السائل، مثل الأنواع المصنوعة من الشبكات، أو الفلاتر، أو الأغشية، أو المواد الفلترية.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2016-12-28 الساعة 09:29. إن الهيكل المستقل لمسارات التدفق الدقيقة من الدرجة الثانية مهم جدًا بالنسبة لأجهزة فصل الرغوة، ويمكن فهم أهميته من خلال تحليل خطوات عملية فصل الغاز عن السائل كما هو موضح أدناه**. عملية فصل الرغوة بين الغاز والسائل تتكون من مرحلتين: المرحلة الأولى، هي مرحلة نمو قطرات السائل التي يحملها الغاز داخل الأجزاء الداخلية للجهاز. تدخل قطرات السائل التي تحملها التيارات الهوائية إلى ممرات المرور داخل أجزاء إزالة الرغوة، حيث تتصادم هذه القطرات مع بعضها البعض ومع سطح مواد الأجزاء الداخلية، مما يؤدي إلى تكوّن قطرات سائل أكبر حجمًا. المرحلة الثانية، مرحلة ترسيب وفصل رذاذ السائل، وهي المرحلة الأساسية للتحكم. تنفصل قطرات الرغوة المتضخمة في الحجم عن توتر سطح الرغوة على السطح الرطب للمواد الداخلية، ثم تسقط في التيار الهوائي لتستقر هناك. نظرًا لأن تيار الهواء الصاعد يولد قوة جذب للأعلى على قطرات السائل، مما يخلق مكونًا من السرعة الصاعدة، فإن القطرات التي يزيد حجمها عن قيمة حرجة معينة فقط هي التي يكون فيها مكون سرعة الهبوط بسبب الجاذبية أكبر من قوة الجذب الصاعدة، وبالتالي يمكن لهذه القطرات أن تترسب بشكل كامل وفعال قبل وصول تيار الهواء إلى مخرج الجهاز! على العكس، فإن القطرات التي يكون حجمها مساويًا لقيمة حرجة معينة أو أصغر منها، فإن سرعة تساقطها بفعل الجاذبية تكون مساوية لأو أقل من قوة الشد الناتجة عن تيار الهواء الصاعد التي تؤدي إلى ظهور سرعة صعودية لدى هذه القطرات. وبالتالي، لا يمكن للقطرات أن تتساقط بشكل كامل قبل أن يصل تيار الهواء إلى مخرج الجهاز.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2 أكتوبر 2023 الساعة 14:59، وهو عبارة عن جهاز لإزالة الرغوة يحتوي على هيكل ميكروفلويدي ثنائي المستوى لتخفيض السوائل، حيث تدخل قطرات السائل إلى هذا الهيكل مباشرة من خلال تغيير في الزخم. في هذا الهيكل المستقل ذو المسارات الدقيقة من النوع الثاني، لن تحدث أي “تلامسات ثانوية” بين قطرات السائل وتيار الهواء قبل وبعد عملية التنقية. كما يمكن تجاهل مقدار السرعة الناتج عن قوة الجذب التي يمارسها تيار الهواء على قطرات السائل، وكذلك يمكن تجاهل العوائق التي تحول دون هبوط قطرات السائل. وبالتالي، فإن الحجم الأدنى اللازم لفصل قطرات السائل بنجاح يكون أقل بكثير من حجم القطرات في أجهزة إزالة الرغوة من النوع الأول، وذلك بنسبة تصل إلى عشرات أو مئات الأجزاء من الألف. من الواضح أن فصلات الريش من النوع الثاني تتمتع بمزايا جوهرية في كفاءة ودقة الفصل، مقارنة بفصلات الريش من النوع الأول التي لا تحتوي على هيكل مسارات دقيقة منفصلة لإزالة الرغوة.

وعلاوة على ذلك، فإن أجهزة إزالة الرغوة من النوع الأول تنتمي جميعها إلى تقنيات التصفية التقليدية لإزالة الرغوة، وقد استُخدمت هذه التقنيات منذ بداية القرن الماضي دون أن يحدث تحسن كبير فيها. يعتمد بشكل أساسي على الشبكات التي تتشكل نتيجة تداخل مواد المكونات الداخلية مع بعضها، لعرقلة وحجز رذاذ السوائل ذو الأحجام المحددة وتحقيق الفصل بينها. لكن الفجوات التي تتشكل نتيجة ترابط المواد مع بعضها البعض تكون على شكل توزيع غاوسي صغير؛ ففي حين أن القطرات السائلة الصغيرة تُحبس وتنفصل بواسطة الثقوب ذات الأحجام الصغيرة، إلا أن القطرات السائلة الكبيرة يمكنها اختراق الثقوب ذات الأحجام الأكبر والهروب. لذلك، فإن أجهزة إزالة الرغوة التقليدية ذات الشبكات تواجه صعوبة في تحقيق فصل فعّال لقطرات السائل والضباب بالأحجام المحددة. بالإضافة إلى ذلك، فإن مسارات تدفق السائل في أجهزة إزالة الرغوة من النوع الأول يمكن أن تتسبب في انسدادها بواسطة الجسيمات الصلبة والمواد الهلامية التي يحملها تيار الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الفصل بسرعة، وارتفاع ضغط التشغيل، وضيق هامش المرونة في التشغيل. لذلك، من الضروري صيانة أجهزة إزالة الرغوة واستبدال أجزائها الداخلية بشكل دوري، مما يرفع تكاليف التشغيل والصيانة. لكن بسبب القيود في فهم تقنيات إزالة الرغوة في الماضي، فإن أجهزة إزالة الرغوة من النوع الأول تُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات. وفي الحالات التي يكون فيها هناك كمية كبيرة من السائل في تيار الهواء، أو في الظروف غير المستقرة، أو عندما يحتوي تيار الهواء على جزيئات صلبة أو مواد هلامية أو رغوة، فإن هناك مشاكل خطيرة في تشغيل وصيانة هذه الأجهزة.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2016-12-28 الساعة 09:34. ومن خلال التواصل مع الفنيين المتخصصين في مكاتب التصميم والشركات الهندسية، تبين أنهم كانوا يقومون سابقًا بإجراء التقديرات وفقًا لمعايير صناعة أجهزة إزالة الرغوة من نوع الشبكات المستخدمة محليًا. مثل معيار جهاز إزالة الرغوة من الشبكات HG/T21618. فيما يتعلق بالاستخدام العملي لهذا المعيار، توجد عيوب واضحة كالتالي: 1. عند تقدير سرعة التدفق الفعلية في جهاز إزالة الرغوة، لم يتم أخذ الاختلافات الكبيرة في اللزوجة والتوتر السطحي للمواد السائلة المختلفة مثل الماء والزيت والكحول والأمونيا في الاعتبار، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في قيم معاملات التصحيح. ولا يعرف المهندسون المتخصصون في مكاتب التصميم ما إذا كانت سرعات التدفق ومساحات المرور المحسوبة موثوقة أم لا. 2، هل القطر الأقصى للمكونات الداخلية لجهاز إزالة الرغوة بالشبكة يصل إلى 5200 مم؟ هل أخذ واضعو المعيار في الاعتبار تأثير انقباض نمط التدفق في عملية إزالة الرغوة بالتدفق الهوائي؟ كلما زاد الفارق بين قطر المكونات الداخلية لجهاز إزالة الرغوة وقطر أنبوب خروج التيار الهوائي، كان تأثير انكماش التيار الهوائي أكثر وضوحًا. يؤدي تأثير انكماش التيار الهوائي إلى جعل المناطق الواقعة على الحواف، بعيدًا عن مركز الجزء الداخلي، تعمل بكفاءة منخفضة أو حتى بشكل غير فعال، مما يؤدي إلى تجاوز سرعة التدفق في المنطقة الفعلية للعمل الحد الأقصى، وبالتالي يزيد من سوء عملية فصل الرغوة. 3. ينص هذا المعيار على أنه يمكن استخدامه لإزالة قطرات السائل ذات الحجم من 3 إلى 5 ميكرومتر. وكما يتضح من تحليل خطوات التحكم في فصل الرغوة بين الغاز والسائل المذكورة سابقًا، فإن خطوة الترسيب بفعل الجاذبية هي خطوة التحكم في إزالة الرغوة في جهاز إزالة الرغوة ذو الشبكة. قوانين الهبوط تحت تأثير الجاذبية لا تتجاوز ثلاثة قوانين، وهي: معادلة قانون التدفق السطحي لستوكس، ومعادلة قانون التدفق الانتقالي لآلان، ومعادلة قانون التدفق المضطرب لنيوتن. بغض النظر عن القانون أو المعادلة المستخدمة لإدخال بيانات ظروف التشغيل، فإن الحجم الحرج للانفصال الناتج يتجاوز بكثير 3-5 ميكرومتر. تضليل خطير. يُظهر الزملاء الأجانب استياءهم الشديد من هذا المعيار.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2016-12-28 الساعة 09:36. كان من بين الرواد في مجال الفصل في البلاد، أولئك الذين استخدموا بيانات الرسوم البيانية الخاصة بعمليات الفصل المستخدمة في الخارج للتحليل، وأدركوا أن كفاءة عملية فصل الغاز عن السائل ترتبط بسرعة تدفق الغاز، وبالتالي قدموا صيغًا تقريبية لتحديد سرعة تدفق الغاز في ظروف عملية الفصل. لكن الأداء الفعلي لجهاز فصل الرغوة بين الغاز والسائل المصمم، يختلف دائمًا بشكل كبير عن المتطلبات التصميمية.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2016-12-28 الساعة 09:39. وفيما بعد، اكتشف المهندسون المحليون من خلال التجارب العملية أن نفس جهاز إزالة الرغوة يظهر كفاءة جيدة في إزالة الرغوة في ظروف الضغط المنخفض، لكن كفاءته تنخفض بشكل ملحوظ عند ارتفاع الضغط. كما قدموا منحنى تجريبي لتقدير كفاءة فصل الغاز عن السائل وزخم السائل، أي أن فصل الغاز عن السائل لا يعتمد فقط على سرعة السائل، بل أيضًا على كثافته.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2016-12-28 الساعة 09:41. في السنوات الأخيرة، وبفضل استخدام أنواع مختلفة من التقنيات الأجنبية والتعاون الوثيق مع الشركات الأجنبية المتخصصة، ومن خلال الدراسات المعمقة لنماذج تقنيات الفصل الديناميكي عبر المنصات الدولية، تبين أن عملية فصل الغاز عن السائل مرتبطة ارتباطًا مباشرًا بتحويل الطاقة، أي أنها مرتبطة بشكل مباشر بكثافة السائل ومربع سرعة السائل. قيمة عتبة طاقة السائل لكل وحدة، تُعد شرطًا أساسيًا محددًا في تصميم المفاصلات عالية الكفاءة.