Расчет энергетических параметров затопленного вибрирующего конфузора электромагнитного вибратора

Abstract

Актуальность. Актуальность работы обусловлена необходимостью создания энергоэффективного вибрационного оборудования для подготовки нефти к транспорту. Вибрационные технологии могут существенно повысить производительность нефтяного оборудования при процессах обессоливания, обезвоживания, снижения вязкости и гистерезисного нагрева нефти. Энергоэффективность применения вибрационной обработки заключается и в том, что исключается применение энергозатратных термических методов обработки нефти. В технике не существует теоретических и инженерных методик расчета вибрирующего затопленного конфузора в сплошной жидкой среде. Затопленный в сплошной среде вибрирующий конфузор представляет собой нелинейную колебательную систему, поэтому сложно рассчитать режимы работы и энергетические характеристики подобных систем. Цель исследования: разработка оригинальной инженерной методики определения энергетических параметров затопленного вибрирующего конфузора, работающего вблизи неподвижной поверхности моторной части электромагнитного вибратора. Методы исследования. Основным методом исследования является математическое моделирование переходных процессов нелинейной колебательной системы затопленного вибрирующего конфузора с определением параметров работы: активных гидравлических потерь, амплитуды колебания конфузора, механической вибрационной мощности колебательной системы. Результаты. Представлена математическая модель расчета работы затопленного вибрирующего конфузора в переходном процессе пуска с переходом в установившийся режим. Рассчитаны переходные процессы пуска колебательной системы вибрирующего конфузора: амплитуда колебания, активное сопротивление гидравлических потерь и мощность системы. Проведен анализ изменения параметров рабочих режимов затопленного конфузора в зависимости от величины тока электромагнитного вибратора. Представленная методика позволяет рассчитать и спроектировать затопленный конфузор электромагнитного вибратора, его мощность и производительность. Работа предназначена для разработчиков оборудования подготовки нефти к транспорту.

The relevance of the discussed issue is caused by the necessity to develop the energy/efficient vibrating equipment for oil treatment to transportation. The vibration techniques can significantly improve the performance of oil equipment in its desalting, dewatering, viscosity reduction and hysteretic heating. The energy efficiency of application of vibrating processing consists in the fact that the using of energy/intensive thermal methods of oil processing is excluded. There are no theoretical and engineering methods of calculation of vibrating submerged cofusers in a continuous liquid medium. The vibrating confuser submerged in a continuous body is a nonlinear oscillatory system, therefore it is difficult to calculate the operating regimes and energetic characteristics of such systems. The main aim of the study is to develop the original engineering method of calculating the energetic parameters of submerged vibrating confuser working close to the stationary surface of motor part of electromagnetic vibrator. Research methods. The main method of investigation is a mathematical modeling of transient processes of a nonlinear vibrating system of submerged vibrating confuser with determination of the next working parameters: active resistance head, vibrational amplitude of confuser, mechanical vibrational power of oscillating system. Results. The authors found out the mathematical model of calculation of the submerged vibrating confuser operation in a starting duty with a transient to a steady state mode. The authors calculated the transient phenomenon of running the oscillating system of vibrational confuser: amplitude of oscillation, active resistance of resistance head and power of the system. The authors analyzed the changes in operating parameters of the submerged confuser depending on the amount of current of the electromagnetic vibrator. The technique introduced allows calculating and designing the flooded confuser electromagnetic vibrator, its capacity and performance. The issue is intended for developers of oil equipment.