Устройство принцип работы и назначение эрифта

Эрлифт – вид насоса принцип действия которого основан на физическом законе равновесия жидкостей в сообщающихся сосудах. В трубу, погруженную на определенную глубину в воды, через особое устройство (башмак) подается по трубке воздух. В следствии этого в данной трубе образуется воздушно-водяная смесь, которая значительно легче воды, и поэтому эта смесь поднимается вверх по трубе и сливается на поверхности земли в специальный резервуар. Выходящую из подъемной трубы воздушно-водяную смесь освобождают от воздуха с помощью укрепленного на ней сепаратора зонтичного типа.

Конструкция и принцип работы эрлифта

Как упоминалось ранее эрлифт очень прост в конструктивном исполнение. На рис.4.1 изображена схема эрлифта.

Рис. 4.1. Упрощенная схема эрлифта

Как видно из рис.4.1 эрлифт состоит из двух трубок. Труба 1 погружена на глубину Нп, именно она и служит для транспортирования пульпы, а по трубке 2 подается сжатый воздух выработанный компрессором. В результате попадания воздуха происходит "распушивание" массы и она увлекаемая потоком поднимается по трубе 2.

На рис.4.2 изобразим принципиальную схему эрлифта.

Рис. 4.2. Принципиальная схема эрлифта

 Несмотря на большое количество схемных и конструктивных решений эрлифтов, обусловленное их применением в различных отраслях производства, общими элементами эрлифта, реализующими процесс подъема жидкости, являются подъемная труба 1, воздухоподающая труба 2, смеситель 3, воздухо– или газоотделитель 4, источник сжатого воздуха 5. В эрлифтах, предназначенных для подъема гидросмеси с твердым материалом, нижняя часть подъемной трубы, соединенная со смесителем, стыкуется при помощи подводящего трубопровода 6 с всасывающим устройством 7. Работа эрлифта возможна при погружении подъемной трубы вместе со смесительным устройством в жидкость на величину h (геометрическое погружение смесителя).

Процесс движения газожидкостной смеси в подъемной трубе эрлифта имеет сложный и многосторонний характер, для описания которого используют обычно такие усредненные во времени и пространстве параметры, как средняя скорость потока, его плотность, соотношение объемов, заполненных жидкостью и газом, скорость фаз и целый ряд других факторов. Существенную роль играет также режим течения или структура газожидкостного потока.

В настоящее время принято считать, что все разнообразие структур газожидкостных смесей может быть сведено к четырем основным группам – пузырьковое течение пробковое (четочное) или снарядное течение АК, кольцевое (осевое) течение (стержневой режим) ВМ и дисперсное течение (режим тумана).

Отличие двухфазного течения типа воздух – жидкость от трехфазного течения типа твердые частицы – воздух – жидкость состоит в том, что в трехфазном потоке внутри жидкой фазы имеются твердые частицы, которые дрейфуют между жидкой и твердой фазой. В процессе движения потока при некоторых условиях может происходить переход из одного типа течения в другой. В некоторых случаях твердые частицы, вылетающие из жидкой фазы в воздушную среду, под действием силы собственного веса пронизывают воздушную фазу и вновь возвращаются в жидкую фазу.

Многообразие форм течения газожидкостной смеси в подъемной трубе эрлифта определило различные трактовки физической сущности процесса подъема жидкости.

Выполненный в ДПИ анализ работ по теории движения двухфазных (вода, воздух) смесей, начиная с момента появления первой работы Г. Лоренца, позволяет сделать вывод о существовании, по крайней мере, четырех точек зрения на физическую сущность движения аэрогидросмеси в подъемной трубе эрлифта:

• — подъем жидкости происходит за счет энергии расширения газа. Эта энергия через трение и лобовое давление передается жидкости и тем самым осуществляется ее конвекционный перенос;

• — первопричиной подъемного действия газа является относительная скорость жидкостной и газовой фаз гидросмеси;

• — комплекс газовых пузырей работает как негерметичный поршень, теряющий по пути часть поднимаемой жидкости;

• — вводимый в подъемник газ, смешиваясь с жидкостью, создает столб смеси, плотность которой меньше плотности жидкости. За счет снижения плотности смеси в подъемной трубе, при сохранении давления на входе в смеситель, возникает возможность подъема жидкости на большую высоту.

Как считает большинство исследователей наиболее достоверна четвертая точка зрения, заключающаяся в том, что вводимый в подъемную трубу эрлифта рабочий агент приводит к снижению плотности смеси в подъемной трубе и создает возможность подъема жидкости. Объемная модель более приемлема для объяснения физической сущности описываемого процесса.

В завершение лекции следует рассмотреть основные преимущества и недостатки.

К преимуществам следует отнести простоту конструкции, как следствие повышенная надежность. Также из-за своих небольших габаритов его можно использовать в скважинах (иногда малых размеров). Из-за того что он не имеет вращающихся частей он не боится взвешенных частиц материала в потоке жидкости. Основной вид энергии, который используется эрлифтом – это пневматическая поэтому источник энергии компрессор может располагаться в любом удобном месте.

К недостаткам следует отнести низкий КПД установки, невозможность, правильнее сказать дороговизну и нецелесообразность, транспортировки пульпы горизонтально и наклонно. Также не все частицы можно поднять только при помощи пневматической энергии, да и сама энергия одна из самых дорогих (если сравнивать с электрической или гидравлической).