Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
Презентация была опубликована 11 лет назад пользователемinnoedu.ru
1 РАЗРАБОТКА АКУСТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ТЕКУЧЕСТИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ТРУБОПРОВОДАХ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ научный руководитель Коренбаум Владимир Ильич д.т.н., профессор УРАН Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН Владивосток, Балтийская, 43
2 ВВЕДЕНИЕ Трубопроводная транспортировка тяжелых углеводородов при температурах существенно ниже их точки плавления существенно затруднена их крайне слабой текучестью. В частности для случая транспортировки топочного мазута (тяжелой фракции нефти) в зимних условиях приходится использовать интенсивный разогрев паром. Это требует значительных энергозатрат и затруднительно в полевых условиях. Работы по исследованию влияния ультразвука на текучесть нефти в трубопроводах широко проводятся в странах мира, имеющих суровые зимние климатические условия (Россия, США, Канада).
3 ПРОВЕДЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Целью нашего исследования являлось применение акустического метода к особо тяжелым и слаботекучим нефтепродуктам (температура плавления около 40 о С) и при более низких температурах окружающей среды (до -15 о С). В ходе выполнения гранта РФФИ – ДВО РАН ( гг.) авторам предлагаемого проекта удалось разработать и изготовить макет оригинальной лабораторной модельной установки, основанной на принципе обращении геометрии задачи о продвижении рабочей среды в трубе (патент РФ на полезную модель от ). Контролируется не количество рабочей среды, протекающей через отрезок трубы до/после воздействия ультразвука, а усилие страгивания патрубка при его вращении в рабочей среде в зависимости от интенсивности продольных ультразвуковых колебаний патрубка, обеспечивающих сдвиговые колебания рабочей среды в пристеночном слое трубы.
4 ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА 1 – стальной стакан, 2 – ось вращения, закрепленная на внешнем штативе, 3 – шпилька-фиксатор, 4 – полукольца фиксирующие, 5 – П-образный цилиндрический подвес, 6 –исследуемый патрубок, 7 – пьезоэлектрический преобразователь, 8 – винты-фиксаторы, 9 – внешний и внутренний цилиндрические электроды, 10 – плоский кольцевой пьезоэлектрический преобразователь, 11, 12, 19 – токоведущие провода, 13 – рабочая среда, 14 – фиксаторы стакана, 15 – рычаг, 16 – контрольный биморфный акселерометр, 17 – датчик температуры в объеме среды, 18 – датчик температуры патрубка.
5 РЕЗУЛЬТАТЫ Выявлено статистически значимое снижение отношения усилия к начальной температуре среды (мазут М-100, температуры около -15 о С на примерно 20% при 20- секундном воздействии ультразвуковых колебаний с удельной акустической мощностью не более 0,002 Вт/см 2.
6 ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЭФФЕКТА Что касается возможных механизмов снижения статического предела текучести тяжелых нефтепродуктов, то в качестве такового предполагается деформация кубического скелета парафиновых депозитов и выделение из них жидких фракций под действием статического усилия. Вероятно, сдвиговые ультразвуковые колебания могут интенсифицировать этот процесс. С другой стороны, не исключено и внутримолекулярное влияние ультразвука на конформационную перестройку длинных углеводородных молекул или их частичный разрыв.
7 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ Достигнутое почти 20% снижение усилия страгивания вращающегося патрубка в мазуте, вследствие обращения геометрии лабораторной установки, эквивалентно почти 20% снижению сопротивления в пристеночном слое трубопровода при страгивании мазута. Этот эффект представляет интерес для снижения экстремальной нагрузки на насосы нефте- и продукто- трубопроводов в зимних стартовых режимах и продление таким образом срока их службы а также возможное снижение энергозатрат на разогрев.
8 ПРЕДЛАГАЕМЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ разработать укрупненную модельную лабораторную установку; провести экспериментальные исследования по оптимизации режимов ультразвукового воздействия; разработать технические решения по переносу полученных результатов на опытную промышленную установку; провести натурный эксперимент; разработать техническую и эксплуатационную документацию; разработать бизнес-план на производство и реализацию продукции; организовать серийное производство и реализацию продукции.
9 КОММЕРЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Коммерциализуемость проекта определяется актуальной потребностью повышения текучести тяжелых нефтепродуктов в трубопроводах ТЭЦ, нефтебаз, магистральных трубопроводов в зимнее время. Альтернативный разогрев паром, используемый ныне, крайне не эффективен энергетически и заставляет использовать насосы трубопроводов в экстремальных режимах, грозящих резким снижением их ресурса. Инвестиции необходимы на выполнение работ по доработке продукта и документации, проведение модельных и натурных исследований, подготовку и организацию серийного производства, маркетинг, международное патентование. Оценочный объем требуемых инвестиций составляет 70 млн. руб. в течение 5 лет. Продажи планируется начать с 4-5-го года.
10 АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ имеет опыт успешного выполнения: 3-х хоздоговорных НИОКР с промышленностью в области акустического приборостроения (начало 90-х), 2-х контрактов на НИОКР с МинОбороны РФ (начало – конец 90- х, гг.), инновационного проекта по Программе Старт-09 (1-й год). Наиболее важные научные публикации по тематике проекта: Коренбаум В.И., Тагильцев А.А. Снижение статического предела текучести охлажденной до -15 o C тяжелой фракции нефти под действием сдвиговых ультразвуковых колебаний // Письма в ЖТФ, 2010, том 36, выпуск 5. С Korenbaum V.I., Tagiltsev A.A. Effect of Ultrasonic Oscillations on the Fluidity of Heavy Oil Products at Low Temperatures // Acoustical Physics, 2010, Vol. 56, No. 5, pp. 734–738.
Еще похожие презентации в нашем архиве:
© 2024 MyShared Inc.
All rights reserved.