Metody pro separaci kapaliny z plynu
Loading...
Date
Authors
Matoušek, Jakub
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se věnuje oddělování kapaliny z plynu. V úvodní části jsou představeny funkční principy a metody pro separaci kapiček z proudu plynné fáze. Dále rešerše uvádí typy separátorů a výplňových odlučovačů kapek včetně jejich přednosti a nedostatků. V práci jsou detailně popsány cyklonové odlučovače z hlediska principu odlučování, konstrukčního provedení a faktorů ovlivňujících účinnost separace. Experimentální činnost probíhala na slané vodě a zabývala se nalezením optimálních provozních podmínek pro cyklon s danou geometrií za využití metody plánovaného experimentu (DOE). Do cyklonu vstupovala směs pára–kapalina generovaná v odparce a byl zkoumán vliv koncentrace soli a vstupního průtoku na odlučivost a tlakovou ztrátu cyklonu. Experimentálně bylo dosaženo nejvyšší účinnosti 97,22 % při průtoku 8,59 kg/h a se salinitou vody přiváděné do odparky 14 246 µS/cm. Kvalita destilované vody tedy činila 5 µS/cm. Bez zapojení cyklonu by vodivost zkondenzované páry odpovídala 175,31 µS/cm. V závěrečné části byl uveden návrh úprav testovaného zařízení pro zlepšení separační účinnosti v rámci technologie odparek.
This diploma thesis is devoted to the separation of liquid from gas. Functional principles and methods for the separation of droplets from the gas phase stream are presented in the introductory part. The research also lists the types of separators and mist eliminators, including their advantages and disadvantages. Cyclone separators are described in detail in the thesis in terms of the separation principle, design and factors influencing the efficiency of separation. The experimental activity took place on salt water and dealt with finding the optimal operating conditions for a cyclone with a given geometry using the method of Design of experiments (DOE). The vapor-liquid mixture generated in the evaporator entered the cyclone and the effect of salt concentration and inlet flow rate on the separation efficiency and pressure drop of the cyclone was investigated. Experimentally, the highest efficiency of 97.22% was achieved at a flow rate of 8.59 kg/h and with a salinity of water supplied to the evaporator of 14,246 µS/cm. The quality of the distilled water was therefore 5 µS/cm. Without the inclusion of a cyclone, the conductivity of the condensed steam would correspond to 175.31 µS/cm. In the final part, a proposal for modifications of the tested equipment was presented to improve the separation efficiency within the evaporator technology.
This diploma thesis is devoted to the separation of liquid from gas. Functional principles and methods for the separation of droplets from the gas phase stream are presented in the introductory part. The research also lists the types of separators and mist eliminators, including their advantages and disadvantages. Cyclone separators are described in detail in the thesis in terms of the separation principle, design and factors influencing the efficiency of separation. The experimental activity took place on salt water and dealt with finding the optimal operating conditions for a cyclone with a given geometry using the method of Design of experiments (DOE). The vapor-liquid mixture generated in the evaporator entered the cyclone and the effect of salt concentration and inlet flow rate on the separation efficiency and pressure drop of the cyclone was investigated. Experimentally, the highest efficiency of 97.22% was achieved at a flow rate of 8.59 kg/h and with a salinity of water supplied to the evaporator of 14,246 µS/cm. The quality of the distilled water was therefore 5 µS/cm. Without the inclusion of a cyclone, the conductivity of the condensed steam would correspond to 175.31 µS/cm. In the final part, a proposal for modifications of the tested equipment was presented to improve the separation efficiency within the evaporator technology.
Description
Keywords
Separace kapaliny z plynu, separátor plyn–kapalina, separátor pára–kapalina, odlučovač kapek, demister, odstředivý separátor, odmlžovací cyklon, cyklonový odlučovač, vakuová odparka, plánovaný experiment, Separation of liquid from gas, gas–liquid separator, vapor–liquid separator, mist eliminator, demister, centrifugal separator, cyclonic demister, cyclone separator, vacuum evaporator, Design of Experiment
Citation
MATOUŠEK, J. Metody pro separaci kapaliny z plynu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (místopředseda)
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skryja, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-13
Defence
Student představil práci na téma Metody pro separaci kapaliny z plynu. V prezentaci představil cíle práce, shrnul možné metody separace kapaliny. Dále pak byla popsána experimentální část práce, která se zabývala testováním cyklonového odlučovače. Měřeny a hodnoceny byly provozní parametry, účinnost separace a tlaková ztráta. V závěru autor shrnul výsledky měření a dosažené závěry. Byla navržena konkrétní vylepšení cyklonu pro zvýšení účinnosti.
Otázky oponenta byly zodpovězeny uspokojivě.
Komise položila následující doplňující otázky, které byly zodpovězeny uspokojivě:
Jakým způsobem byla prováděna optimalizace vstupních parametrů pro experiment?
Čím je definována účinnost separace?
Jak je regulován průtok par do cyklonu?
Čím je způsobena odlišnost výsledných hodnot při konkrétních měřeních? Doplňující otázka ke vstupním parametrům experimentu.
Jaká je energetická náročnost experimentu?
Jak byly vytvořeny prezentované grafy?
Jaký byl využit tepelný výměník?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení