Компания ООО «ЕВНАТ» занимается разработкой, моделированием и изготовлением оборудования (взрывозащищенного, весового), поточных смесителей (нефть-вода, нефть-деэмульгатор и др.), а также перемешивающих устройств для резервуаров и емкостей.

В 2016 году «ЕВНАТ» обратилась к специалистам «МЦД» с целью моделирования работы, а также оценки эффективности нескольких вариантов конструкций струйно-эжекторного устройства для перемешивания масла в резервуаре, цель которого – недопущение формирования осадка.

За основу конструкции струйно-эжекторного устройства был взят эскиз, предложенный заказчиком. В дальнейшем с целью повышения эффективности данная конструкция подвергалась модификациям. По результатам моделирования течения в резервуаре с несколькими вариантами струйно-эжекторного устройства были построены картины концентрации осадка, распределения его в объеме резервуара, определены условные границы разделения основной части продукта и осадка.

Основная цель перемешивающего устройства состоит в достижении такого гидродинамического разгона и формирования струи жидкости, который бы позволял достичь эффекта смывания, удаления скоростными струями налета, образующегося на дне резервуара. Гидродинамический разгон формируется за счет преобразования давления в скорость, путем изменения геометрии и формы каналов труб через их сужение. За счет определенной формы сужающихся труб обеспечивается равномерный разгон потока жидкости. На трубах могут быть установлены дополнительные насадки, обеспечивающие за счет эффекта эжекции интенсивную циркуляцию жидкости и формирование вихревых зон, в которых нижние слои жидкости со дна резервуара поднимаются на поверхность. Количество труб и насадков выбирается исходя из требуемой скорости, имеющегося запаса по расходу с учетом обеспечения наилучшей циркуляции, отсутствие застойных зон и зон намыва осадка.

Для оценки концентрации осадка в придонной области резервуара инженеры «МЦД» выполнили CFD-моделирование течения в резервуаре при режиме циркуляции и заполнения.

Моделирование проводилось на основе численного решения общих уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости (уравнений Навье-Стокса) с помощью метода контрольных объемов. Осадок в резервуаре моделировался жидкостью с более высокой плотностью (+1%). На режиме циркуляции было задано начальное распределение осадка в придонной области резервуара (10 см от дна).

Расчетная область представляла из себя цилиндр – внутренний объём резервуара, заполненный жидкостью, в который, на определённом удалении от оси, через вертикальный трубопровод, переходящий в расположенный горизонтально эжектор, подается жидкость (масло). Струйно-эжекторное устройство представляет из себя трубопровод с тремя отводами, на которых закреплены насадки определенной формы. Боковые отводы расположены под углом наклона 8о относительно горизонтальной плоскости.