Введение 12
1. Обзор литературы 14
1.1 Предварительная очистка природного газа 14
1.2 Формирование циклонных потоков в инерционных сепараторах 15
1.2.1 Прямоточные циклоны 15
1.2.2 Противоточные циклоны 19
1.2.3 Спирально-вихревые аппараты 23
1.3 Очистка природного газа на установках комплексной подготовки газа
(УКПГ) 24
2. Методы решения 32
3. Модель двухфазного потока в закрученном канале 33
3.1 Физическая постановка задачи 33
3.2 Математическая модель 34
3.3. Результаты и их обсуждение 39
4. Эффективность противоточного цилиндрического концентратора для
различных конструктивных исполнений 44
4.1 Методика расчета погрешности 44
4.2 Опытно-экспериментальные мероприятия 46
4.3 Результаты и их обсуждение 58
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 60
5.1 SWOT-анализ 60
5.2 Экспертная оценка 62
5.3 Календарный план работ и оценка времени их выполнения 65
5.4 Смета затрат на проект 68
5.4.1 Материальные затраты 68
5.4.2 Амортизация компьютерной техники 69
5.4.3 Затраты на заработную плату 69
10
5.4.4 Затраты на социальные нужды 70
5.4.5 Прочие затраты 70
5.4.6 Накладные расходы 71
5.5 Смета затрат на материалы для реализации проекта 71
6. Социальная ответственность 75
6.1 Производственная безопасность 75
6.1.1 Электробезопасность 76
6.1.2 Пожарная безопасность 77
6.1.3 Освещенность рабочей зоны 78
6.1.4 Микроклимат в лаборатории 79
6.1.5 Шум и вибрация в помещении 81
6.2 Экологическая безопасность проекта 82
6.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 84
6.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 85
Заключение 88
Список публикаций студента 89
Список использованной литературы 90
Приложение А Обзор литературы (на английском языке) 95
Приложение Б Листинг программы в Pascal 111
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 113 с., 21 рис., 19 табл., 46 источников, 2 прил.
Ключевые слова: математическое моделирование, криволинейный канал, воздушный поток с механическими примесями, оценка концентрирования.
Объектом исследования является воздушный поток с механическими включениями. Рассматриваются механические примеси - цемент М-400.
Цель работы - разработка математической модели и численное исследование распределения частиц в воздушном потоке движущемся в криволинейном канале, с анализом эффективности цилиндрического концентратора при различных его геометрических характеристик.
В процессе исследования проводились формулировка и разработка физических и математических моделей распределения частиц в воздушном потоке движущемся в криволинейном канале.
В результате исследования разработана двумерная математическая модель, получены распределения относительных концентраций для различных параметров механических примесей. Проведен ряд экспериментальных работ по определению сепарационных характеристик концентратора.
Основные технологические характеристики: программная реализация двумерной математической модели, выполненная на языке высокого уровня типа Pascal.
Степень внедрения: результаты внедрены в учебный процесс.
Область применения: улучшение характеристик концентраторов.
Экономическая эффективность/значимость работы заключается в разработке рекомендации при конструировании новых моделей концентраторов.
В будущем планируется провести вычислительные эксперименты по моделированию трехмерного распределения частиц в воздушном потоке движущемся в криволинейном канале.
С каждым годом, в мире растет потребление энергоресурсов вне зависимости от их происхождения, будь это уголь, торф, нефть или газ. Развитие новых технологии добычи, переработки и доставки до потребителя энергоресурсов позволяет снизить стоимость единицы энергии для конечного потребителя. Логистические затраты энергоресурсов составляют значительную долю всех издержек от момента добычи, до поставки единицы энергии потребителю.
Как известно, наибольшие залежи природного газа и газового конденсата расположены далеко от конечных потребителей, поэтому нахождение наиболее экономически выгодной метода доставки энергетического сырья до потребителя является очень важной задачей экономики энергетической отросли страны.
Одним из наиболее распространенным и экологически чистым природным энергетическим ресурсом является природный газ.
Наиболее часто для транспортировки природного газа используют трубопроводных транспорт, но на относительно дальних расстояниях данный вид транспорта имеет существенные недостатки, а именно большие гидравлические потери, отсутствие мобильности, большое время и большие капитальные затраты на строительство магистралей. В следствии этого, для транспортировки на дальние и сверхдальние расстояния природный газ сжижают и перевозят автомобильным или морским транспортом до потребителя, что является наиболее экономически выгодно [1].
В развитых странах промышленное производство сжиженного природного газа (СПГ) берет начало еще в 70-х годах, но в России данная отрасль промышленности получила свое развитие совсем недавно [2].
Предварительная очистка сырого газа перед его переработкой необходима. Наиболее распространенные приборы отделения газового потока от механических примесей являются циклоны.
Цель данного исследования является разработка математической модели и численное исследование распределения частиц в воздушном потоке движущемся в криволинейном канале. Экспериментальные мероприятия по определению эффективности цилиндрического концентратора.
Объектом исследования является воздушный поток с механическими примесями. Рассматривается типичная механическая примесь - пыль цемента М- 400.
