Сверхзвуковой осушитель природного газа

Содержание
1.) Устройство осушителя
2.) Описание проекта
3.) Основные показатели
4.) Технические характеристики
5.) Контакты фонда
www.vpkf.ru / www.vpkf.com

Устройство осушителя
1 – фильтр на входе;
2 – входной части сверхзвукового сопла(дозвуковая часть);
3 – критическое сечение (горло сопла);
4 – центральное регулировочное тело; способное перемещаться по оси сопла; изменяя площадь критического сечения;
5 – сверхзвуковая часть сопла («юбка»);
6 – регулировочный стержень для перемещения тела 4;
7 – опора регулировочного стержня 6;
8 – теплоизоляция той части юбки сопла; где температура сверхзвукового потока будет ниже температуры дозвукового потока в канале 11;
9 – сетка-инициатор выделения льда;
10 – емкость накопления льда;
11 – канал движения дозвукового потока осушенного газа;
12 – сверхзвуковой канал-отсечка;
13 – входная емкость НАВД;
14 – входной патрубок;
15 – выходной патрубок.
www.vpkf.ru / www.vpkf.com

Описание проекта
Сжатый газ (компримированный газ) перед закачкой в баллоны целесообразно осушить и разрабатываемое устройство должно делать это на основе эффекта быстрого охлаждения сверхзвукового потока. Устройство – газовый дросселирующий сепаратор
более общие перспективные цели – увеличение эффективности обслуживания газовых трубопроводов и расширение применения природного газа как моторного топлива.
Кроме того, устройство может иметь приложение в получении сжатого воздуха для дыхания, применяемого в аквалангах и приборах дыхания при пожаротушении. Оно призвано увеличить давление воздуха в баллонах и как следствие – увеличение времени работы в несколько раз.
Перспективно и использование устройства для газоочистки путём вымораживания примесей.
Достоинства – простота, дешевизна по сравнению с осушителями известных фирм,
недостатки – шум при работе, необходимость высокого давления (не менее 0,2 МПА), малая производительность при ограничениях на габариты (если ограничения на габариты отсутствуют, то производительность можно обеспечить любую).
Стоимость изготовления одного устройства в серии из 1000 устройств предположительно не превысит 200 рублей на 1 кубометр газа в сутки (производительность устройства при непрерывной работе в течение суток). При производительности 24 кубометра в сутки это составит около 3-5 тысяч рублей (индивидуальные устройства) и порядка 200 тысяч рублей для промышленных образцов, производительностью в несколько десятков тысяч кубометров.
www.vpkf.ru / www.vpkf.com

Основные показатели
Объём инвестиций 30 000 тыс. руб.
Срок окупаемости проекта 36 месяцев
Рентабельность проекта 35%
Конечно-элементная модель соплового аппарата
www.vpkf.ru / www.vpkf.com

Технические параметры:
Осушение сопряжено с глубоким охлаждением. В результате парциальное давление воды падает и пары воды конденсируются до воды и льда.
Проблема заключается в охлаждении и отделении воды и льда.
Охлаждать газ проще всего с употреблением двух эффектов - вихревой трубки и трубки Вентури.
Теория вихревой трубки достаточно хорошо разработана в трудах Самарского авиационного института. Поток на периферии вихря вводится тангенциально, образовавшийся вихрь расслаивается на нагретую и охлаждённую части и из центра выходит охлаждённый газ . Утверждается , что возможно охлаждение до минус 40 градусов Цельсия.
Трубка Вентури содержит две части – суживающуюся и расширяющуюся. Для дозвукового потока в сужении температура падает, а в расширении – повышается. При сверхзвуковом течении происходит непрерывное падение температуры.
Вихревую трубку целесообразно поставить на входе в компрессор и отбирать газ из охлаждённой части струи. Само устройство входа возможно спроектировать так, чтобы реализовать эффект вихревой трубки.
Трубку Вентури целесообразно поставить на входе в компрессор .
Отделение воды и льда возможно организовать на принципах работы масляных фильтров и/или на использовании капиллярных эффектов с управляемой температурой капилляров. Суживающуюся часть трубки Вентури выполнить пористой с управляемой температурой капилляров, а расширяющуюся – с непроницаемой стенкой.
Известно, что диффузоры карбюраторных двигателей автомобилей при работе на газе иногда даже летом забиваются льдом – настолько высок эффект охлаждения при движении газа по трубке Вентури.
www.vpkf.ru / www.vpkf.com