ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2026-3-4-9ekip-3129Research ArticleИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯENGINEERING SOLUTIONSОценка эффективности очистки промышленных газов в газожидкостном сепарационном устройстве с аксиально-лопаточным завихрителемEvaluation of Industrial Gas Purification Efficiency in a Gas-Liquid Separation Device with an Axial-Vane SwirlerХарьковВ. В.KharkovV. V.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruДмитриеваО. С.DmitrievaO. S.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

ctls@kalvis.ruДмитриевА. В.DmitrievA. V.

д-р техн. наук, зав. кафедрой

Dr. Sci. (Eng.), Head of the Department

ctls@kalvis.ruКазанский национальный исследовательский технологический университетРоссияKazan National Research Technological UniversityRussian FederationКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation20260603202630349Copyright © ООО "Калвис", 20262026ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/3129

Разработан вихревой сепаратор с аксиально-лопаточным завихрителем для увеличения эффективности разделения при сохранении качества сепарации. Исследована эффективность разделения газожидкостной смеси в зоне поперечной сепарации разработанного устройства. Определена высота зоны поперечной сепарации с учетом специфики распределения дисперсной фазы. Выполнена оценка величины уноса капель жидкости потоком газа в зависимости от высоты зоны поперечной сепарации. Установлено, что при сепарации крупных капель эффективность поперечной сепарации достигает 99 % лишь при высоте зоны поперечной сепарации, превышающей 2 диаметра устройства.

A vortex separator equipped with an axial-vane swirl generator has been developed to enhance separation efficiency while maintaining high separation quality. The efficiency of separation of a gas-liquid mixture in the transverse separation zone of the developed device is investigated . The height of the cross-flow separation zone has been determined, taking into account the specific distribution characteristics of the dispersed phase. The amount of liquid droplet entrainment by the gas flow is estimated depending on the height of the transverse separation zone. . It has been established that when separating large droplets, the cross-flow separation efficiency reaches 99 % only when the height of the separation zone exceeds 2 calibers.

вихревой сепараторочистка попутного газадиаметр каплиэффективность разделенияvortex separatorassociated gas cleaningdroplet diameterseparation efficiencyРабота выполнена за счет гранта, предоставленного Академией наук Республики Татарстан образовательным организациям высшего образования, научным и иным организациям на поддержку планов развития кадрового потенциала в части стимулирования их научных и научно-педагогических работников к защите докторских диссертаций и выполнению научно-исследовательских работ (Соглашение №10/2025-ПД-КНИТУ от 22.12.2025).This research was funded by a grant from the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan. The grant was awarded to higher education institutions, research organizations, and other entities to support the development of human resources, specifically to encourage their scientific and academic staff to defend doctoral dissertations and conduct research projects (Agreement No. 10/2025- PD-KNITU dated December 22, 2025).ReferencesVieira C., Stanko M., Oplt T. An improved model for predicting liquid loading onset in inclined pipes with non-uniform liquid wall films. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2021. Vol. 91. Article 103902. DOI: 10.1016/j.jngse.2021.103902.Vieira C., Stanko M., Oplt T. An improved model for predicting liquid loading onset in inclined pipes with non-uniform liquid wall films. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2021. Vol. 91. Article 103902. DOI: 10.1016/j.jngse.2021.103902.Ouyang S., Xiong Z., Zhao J., Kang R. Separation efficiency theoretical model of swirl-vane separator based on bidirectional vortex. Annals of Nuclear Energy. 2022. Vol. 170. Article 108984. DOI:10.1016/j.anucene.2022.108984.Ouyang S., Xiong Z., Zhao J., Kang R. Separation efficiency theoretical model of swirl-vane separator based on bidirectional vortex. Annals of Nuclear Energy. 2022. Vol. 170. Article 108984. DOI:10.1016/j.anucene.2022.108984.Кубанов А.Н., Истомин В.А., Федулов Д.М., Исмагилов И.И., Ткешелиадзе Б.Т., Сокерин А.В., Снежко Д.Н. Требования к сепарационному оборудованию УКПГ месторождений полуострова Ямал. Газовая промышленность. 2018. № 10 (775). С. 34—41.Кубанов А.Н., Истомин В.А., Федулов Д.М., Исмагилов И.И., Ткешелиадзе Б.Т., Сокерин А.В., Снежко Д.Н. Требования к сепарационному оборудованию УКПГ месторождений полуострова Ямал. Газовая промышленность. 2018. № 10 (775). С. 34—41.Qiu Z., Zhou L., Bai L., El-Emam M.A., Agarwal R. Empirical and numerical advancements in gasliquid separation technology: A review. Geoenergy Science and Engineering. 2024. Vol. 233. Article 212577. DOI: 10.1016/j.geoen.2023.212577.Qiu Z., Zhou L., Bai L., El-Emam M.A., Agarwal R. Empirical and numerical advancements in gasliquid separation technology: A review. Geoenergy Science and Engineering. 2024. Vol. 233. Article 212577. DOI: 10.1016/j.geoen.2023.212577.Mao L., Gui N., Sun Y., Yang X., Jiang S. Experimental study and analysis of swirling flow regime transition and separation performance for a new cycloidal vane separator at high gas-liquid velocity ratios, Progress in Nuclear Energy. 2025. Vol. 187. Article 105835. DOI: 10.1016/j.pnucene.2025.105835.Mao L., Gui N., Sun Y., Yang X., Jiang S. Experimental study and analysis of swirling flow regime transition and separation performance for a new cycloidal vane separator at high gas-liquid velocity ratios, Progress in Nuclear Energy. 2025. Vol. 187. Article 105835. DOI: 10.1016/j.pnucene.2025.105835.Мусинский А.Н., Перельман М.О., Пещеренко С.Н. Оптимизация конструкции вихревых газосепараторов. Нефтегазовое дело. 2019. Т. 17. № 4. С. 100—105. DOI: 10.17122/ngdelo-2019-4-100-105.Мусинский А.Н., Перельман М.О., Пещеренко С.Н. Оптимизация конструкции вихревых газосепараторов. Нефтегазовое дело. 2019. Т. 17. № 4. С. 100—105. DOI: 10.17122/ngdelo-2019-4-100-105.Дмитриева О.С., Харьков В.В., Николаев А.Н. Экспериментальное исследование очистки промышленных газов от пыли в вихревом скруббере. Экология и промышленность России. 2025. Т. 29. № 6. С. 4—10. DOI: 10.18412/1816-0395-2025-6-4-10.Дмитриева О.С., Харьков В.В., Николаев А.Н. Экспериментальное исследование очистки промышленных газов от пыли в вихревом скруббере. Экология и промышленность России. 2025. Т. 29. № 6. С. 4—10. DOI: 10.18412/1816-0395-2025-6-4-10.Волк А.М., Вилькоцкий А.И., Янович С.В. Газоцентробежная сепарация жидкой фазы. Труды БГТУ. Серия 3: Физико-математические науки и информатика. 2025. № 1(290). С. 5—10. DOI: 10.52065/2520-6141-2025-290-1.Волк А.М., Вилькоцкий А.И., Янович С.В. Газоцентробежная сепарация жидкой фазы. Труды БГТУ. Серия 3: Физико-математические науки и информатика. 2025. № 1(290). С. 5—10. DOI: 10.52065/2520-6141-2025-290-1.Гусейнов Ч.С., Асатурян А.Ш. Определение модального размера капель в двухфазном турбулентном потоке. Журнал прикладной химии. 1977. Т. 50. № 4. С. 848—852.Гусейнов Ч.С., Асатурян А.Ш. Определение модального размера капель в двухфазном турбулентном потоке. Журнал прикладной химии. 1977. Т. 50. № 4. С. 848—852.Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М.: ВШ, 1991. 400 с.Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М.: ВШ, 1991. 400 с.Kharkov V.V. Mathematical modelling of thermolabile solutions concentration in vortex chamber. Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 980. Article 012006. DOI: 10.1088/1742-6596/980/1/012006.Kharkov V.V. Mathematical modelling of thermolabile solutions concentration in vortex chamber. Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 980. Article 012006. DOI: 10.1088/1742-6596/980/1/012006.Гусейнов Ч.С. Исследование двухфазных потоков для повышения эффективности сепарации. Берлин, Palmarium Academic Publishing, 2018. 316 с.Гусейнов Ч.С. Исследование двухфазных потоков для повышения эффективности сепарации. Берлин, Palmarium Academic Publishing, 2018. 316 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.