ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

В процессе эксплуатации трубчатых печей, предназначенных для подогрева высокозастывающей мангышлакской нефти, на внутренних поверхностях нагрева змеевиков интенсивно образуются кристаллические отложения, которые приводят к нарушению процесса теплообмена и необходимости остановки печи и проведения дополнительных ремонтных работ через каждые 1600-1800 ч ее работы. Замена змеевиков только одной печи обходится примерно в четыреста тысяч рублей.

Отложения возникают в змеевиках при подогреве нефти с 50-55 ⁰С до 90-95 ⁰С в результате сложных физико-химических процессов, и интенсивность их роста зависит от многих факторов: химического состава нефти, температуры подогрева, материала змеевика и др.

Сотрудниками кафедры энергетики КубГАУ разработан и успешно применяется сравнительно новый метод вибрационного воздействия на змеевик с использованием предельно простой воздушной вибрационной установки, принципиальная схема которой представлена на рисунке.

Сжатый воздух давлением 4-6 атм подается по штуцеру 4 и выходит через изогнутые сопла 3, приводя во вращение стальной шарик 2 со скоростью порядка 100 м/с. При скоростном движении шарика в обойме 1 создаются колебания полигармонического спектра частот, которые через волновод 5 передаются на металлоконструкцию змеевика 6. Экспериментально установлено, что подача воздуха в течение 3-4 ч в сутки позволяет полностью обеспечить безнакипный режим работы змеевика.

Приводим упрощенный расчет мощности излучателя, имеющего два сопла диаметром 0,003 м, работающего при давлении 5 атм (5 ^. 10 ⁵ Н/м ²) и наружном давлении 1 атм (1 ^. 10 ⁵ Н/м ²). Температуру истекающего воздуха примем равной 15 ⁰С.

1.Определяем скорость истечения воздуха по формуле:

м/с

где:

r- газовая постоянная;

Т - температура, К.

2.Мощность воздушного потока рассчитываем по формуле:

Вт;

где:

Р - рабочее давление, Н/м ²;

s- площадь сечения сопел, м ²;

v _kp -скорость истечения воздуха, м/с.

3.Принимая кпд равным 30%, определяем мощность излучателя:

w_изл= 0,3 w»650Вт.

4.Центробежную силу определяем по формуле:

,

где:

m- масса шарика, кг;

v- скорость движения шарика, м/с;

r -радиус орбиты, м.

Определение частоты и амплитуды колебаний, а также анализ скорости и ускорения каждого импульса позволяет найти оптимальные режимы излучателя.

Предложенная вибрационная система может быть широко использована в различных технологических процессах промышленного и сельскохозяйственного производства.

Подана заявка на выдачу патента Российской Федерации. Предложенная конструкция является усовершенствованием ранее сделанной разработки по патенту России № 839432.