Обычно при смешивании нескольких компонентов хотят получить продукт, обладающий новыми свойствами и качеством. В некоторых случаях для решения данной задачи достаточно простой механической мешалки с электрическим приводом. Но чаще приходится иметь дело с компонентами, которые плохо смешиваются или плохо совмещаются между собой, а механическая мешалка не дает необходимого результата. Поэтому конструкторским отделом компании GlobeCore была разработана установка типа УСБ, базирующаяся на гидродинамической кавитационной технологии. В основе ее функционирования лежит принцип комплексного воздействия на обрабатываемое вещество и использование нескольких технических приспособлений и явлений. Рассмотрим их детальнее.

Основным физическим явлением в установках УСБ является кавитация. Под кавитацией понимают возникновение в жидкой среде пузырьков, всередине которых находится пар. Когда эти пузьки схлопываются, то выделяется энергия, которая тратиться на излучение ударных волн и образование свободных радикалов, локальный нагрев газа, находящегося в сжимаемых кавитационных полостях.  Кавитация появляется в результате увеличения скорости движения потока жидкости, которое, в свою очередь, вызывает локальные понижения давления. Действие кавитации усиливает ряд сопутствующих эффектов:

• ультразвук;
• микровзрывы;
• механические срезы и соударения при воздействии сотен режущих пар, движущихся с высокой линейной скоростью.

Комплексное воздействие упомянутых факторов позволяют разделить обрабатываемое вещество на микрочастицы.

В установках УСБ кавитационная зона создается за счет сопел Лаваля. Возникновение кавитации возможно только при условии большой скорости движения жидкости. Насос создает давление на входе в сопло. За счет того, что отверстие сопла имеет поперечное сечение намного меньше поперечного сечения основного трубопровода, скорость на выходе существенно увеличивается. Возникновению кавитации способствует резкое расширение жидкости, ее завихрения при выходе струи из сопла, а также трение жидкости о поверхность канала сопла.

В установках УСБ также используется труба Вентури. Ее конструкция (труба с горловиной, включаемой в разрыв трубопровода) позволяет минимизировать потери давления и обеспечить сверхточную дозировку исходных компонентов, а также их последующее тонкодисперсное растворение.

Применение гидродинамической кавитационной технологии GlobeCore в нефтяной промышленности

Существующие в установках УСБ эффекты делают данное оборудование достаточно эффективным в нефтеперерабатывающей отрасли. В частности, за счет воздействие ударных волн происходит дробление длинных органических цепочек нефти с образованием новых радикалов, что позволяет получать абсолютно новые соединения и, как следствие, увеличить выход светлых нефтепродуктов.

Среди других возможных применений стоит выделить:

• обработку нефти с целью снижения ее вязкости для облегчения транспортировки по трубопроводам. Во время обработки также разрушаются парафины, что уменьшает количество отложений на стенках трубы;
• производство многокомпонентных топлив, смесевых бензинов, биотоплива, зимнего дизельного топлива и др.;
• получение водотопливных эмульсий. Добавление в топливо (мазут) до 20% воды позволяет сократить количество вредных выбросов, образующихся в результате горения, в окружающую среду и повысить коэффициент полезного действия котла;
• обработка дизельных топлив, что позволяет снизить зольность, коксуемость и размер механических примесей, плотность, температуру застывания и коэффициент фильтрации. Одновременно происходит повышение цетанового числа.

Компанией GlobeCore выпускаются установки типа УСБ для смешивания от двух до пяти исходных компонентов с производительностью от 18 до 100 метров кубических в час. Например, маркировка УСБ-20/3 означает, что установка может работать с двумя-тремя компонентами и при этом обеспечит производительность процесса 20 метров кубических в час.

Полученные с помощью установок УСБ смеси могут храниться от 30 до 180 дней (зависит от рецептуры). В случае смесевого бензина срок хранения без расслоения составляет 180 и более дней.