- Hiệu quả lọc và khả năng sử dụng máy lọc phụ thuộc
3) Kết quả nghiên cứu thiết bị tách dầu
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ NGHIÊN CỨU 2.1 Mô hình nghiên cứu thiết bị tách dầu
2.1. Mô hình nghiên cứu thiết bị tách dầu
Nghiên cứu thiết bị tách dầu bằng phương pháp ly tâm sử dụng ống quay được thực hiện dựa trên mô hình nghiên cứu dựa theo sơ đồ thiết bị trình bày tại hình 1.16.
Ống quay (Số 4 hình 1.16) được dẫn động quay nhờ động cơ điện thông qua truyền động dây đai. Trong ống quay, hỗn hợp dầu nước chảy dọc ống với vận tốc vZ, chuyển động quay với vận tốc tiếp tuyến vt, giọt dầu chuyển động đi vào đường trục của ống quay với vận tốc vr, như vậy giọt dầu tham gia đồng thời cả ba chuyển động như trên hình 2.1. Hình ảnh đường dòng chảy xoắn của chất lỏng trong ống quay như trên hình 2.2.
Y V V z V r 0 V t z X
Hình 2.1. Tốc độ của giọt dầu
Hình 2.2. Hình ảnh đường dòng chảy trong ống quay
Để duy trì chuyển động quay trong mặt phẳng hướng tâm, cần tác dụng một lực hướng tâm lên phần tử chất lỏng ở vị trí cách tâm r theo phương hướng tâm bằng [29]:
Fc
= m.v 2
t, N (2.1)
r
với m là khối lượng của phần tử chất lỏng, kg. Lực này kéo phần tử chất lỏng về trục quay.
Do đó, khối chất lỏng có thể tích vd chịu tác dụng của lực hướng tâm là [29]: F = vd .ρc .v 2 t , N (2.2) ht r
với ρc là khối lượng riêng của pha liên tục (Pha liên tục là nước), kg/m3.
Lực cần thiết để giữ giọt dầu ở một vị trí cách tâm r được cho bởi lực ly tâm [29]: F = v .ρ .v 2 d d t lt r , N (2.3)
với ρd là khối lượng riêng của pha dầu, kg/m3.
Lực thực tác động lên giọt dầu trong hệ quy chiếu quay là [29]:
F =v .(ρ − ρ ).v
2
d t
d n
r , N (2.4)
Lực này hướng vào tâm của chuyển động xoáy nếu ρd < ρn và là động lực để tách pha ly tâm. Khi này giọt dầu sẽ chuyển động hướng vào tâm với vận tốc vr [29].
d2 .(ρ − ρ ).v2
vddnt
r18.µ.r
, m/s (2.5)
với dd- đường kính giọt dầu, m;
μ- độ nhớt động lực của pha liên tục, Pa.s.
Quá trình tách giọt dầu từ hỗn hợp dầu nước đi vào phía trục ống quay phụ thuộc vào: Ba tốc độ vz, vt và vr, đường kính ống quay, đường kính bầu,
Như vậy trong chương 2 cần đưa ra cơ sở xác định các thông số cơ bản của thiết bị, và cơ sở mô phỏng số quá trình tách dầu ra khỏi hỗn hợp dầu nước.
Thiết bị tách dầu với ống quay, bầu và cánh được tính toán dựa trên lý thuyết của bơm hướng trục [3]. Thiết bị tách dầu được nghiên cứu với thông số đầu vào:
- Sản lượng của thiết bị Q, m3/s; - Cột áp H, mH2O.