本文關(guān)鍵詞： 軸流導(dǎo)葉式旋流分離器 壓力損失 分離效率 分離塔體 進氣均勻性 模型實驗　出處：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：作為重要的能源與原料,油氣資源在開采及輸送過程中,由于凝析及反凝析現(xiàn)象的存在,會導(dǎo)致水蒸氣或部分酸性氣體析出,形成液態(tài)的水、冰或天然氣的固化水合物,增加管路壓降,降低油氣品質(zhì)。旋流分離器作為重要的氣液分離設(shè)備,廣泛應(yīng)用于石油化工、食品、造紙等諸多行業(yè)。由于軸流導(dǎo)葉式旋流分離器具有徑向尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高、壓力損失小且流場穩(wěn)定等優(yōu)點,已成為當(dāng)前研究的熱點。因此,本文首先采用Fluent軟件對軸流導(dǎo)葉式旋流分離器中的氣相、顆粒相進行模擬研究,將氣相當(dāng)作連續(xù)介質(zhì),采用雷諾應(yīng)力模型(RSM),顆粒相采用離散相模型(DPM),采用拉格朗日坐標系下的顆粒隨機軌道模型,并考慮液滴破碎、碰撞情況,對軸流導(dǎo)葉式旋流分離器內(nèi)部的速度場、壓力場和液滴的運動軌跡進行了模擬計算和分析。其次,分析了分離塔體內(nèi)布置一組(3個)軸流導(dǎo)葉式旋流分離器時的速度場、壓力場、壓力組成情況以及探討各單管之間的進氣不均勻性,發(fā)現(xiàn),單管進氣量最大的波動百分比是0.0522%,可以認為各單管進氣量完全一樣。同時,分析了分離塔體內(nèi)安裝不同管數(shù)分離器下的分離效率,發(fā)現(xiàn),管數(shù)的增加對分離效率的影響并不明顯。單管及多管分離器下,對于粒徑大于5 μm的液滴,分離效率達到90%以上;而對于粒徑小于5 μm的液滴,分離效果不理想。最后利用流體力學(xué)相似原理,按照1:2.4的比例搭建實驗臺,對模擬結(jié)果的準確性進行驗證,測得不同進氣速度下的分離塔體壓降與模擬值的平均偏差值為6.62%,分離效率的平均偏差值為1.69%。說明本論文采用的數(shù)值模擬方法對氣液旋流分離器內(nèi)部流場的數(shù)值計算是可行的。并與切向入口旋流分離器進行對照實驗,驗證了單管以及多管組合方式下,軸流導(dǎo)葉式旋流分離器壓降小、分離效率高(粒徑小于10μm)的特點。
[Abstract]:As an important energy and raw materials, oil and gas resources in the mining and transportation process, because the condensate and condensate phenomenon, causes water vapor or part of acid gas evolution, the formation of liquid water, curing hydrate ice or natural gas, increase the pressure drop, reduce the oil and gas separator as an important quality. The gas-liquid separation equipment, widely used in petroleum chemical industry, food, papermaking and other industries. Because of the axial guide vane type cyclone separator with a radial small size, compact structure, high separation efficiency, low pressure loss and flow stability and other advantages, has become a hotspot of current research. Therefore, this paper uses the Fluent software of axial flow the guide vane cyclone separator in gas phase, simulation of particle phase, the gas equivalent continuous medium, the Reynolds stress model (RSM), the particle uses discrete phase model (DPM), using the Lagrange coordinate system The particle stochastic trajectory model, considering droplet breakup, collision, velocity field of guide vane type hydrocyclone on axial flow, pressure field and droplet trajectories were simulated and analyzed. Secondly, analyzes the separation arrangement of column within a group (3) velocity field, the axial guide vane when the swirl separator pressure, pressure composition and the effect of intake between each single pipe inhomogeneity, found that the fluctuation percentage of single air intake is the largest of the 0.0522%, that the air intake tube can be exactly the same. At the same time, analysis of the separation efficiency, separation tower installed in different number of tube separator under that pipe number the effect of the increase of the separation efficiency is not obvious. Single and multi separator, the droplet size larger than 5 m, the separation efficiency can reach above 90%; while the droplet diameter of less than 5 m, the separation effect is not ideal. The flow The mechanical similarity principle, according to the ratio of 1:2.4 to build the experimental platform, the accuracy of the simulation results verify that the measured average deviation of different inlet velocity separation under the tower body pressure drop and the simulated value is 6.62%, the average deviation of the separation efficiency of the value of 1.69%. used in this paper to illustrate the numerical method for numerical simulation of the internal flow field of gas-liquid cyclone the separator calculation is feasible. And the tangential entrance hydrocyclone control experiment, verified the single and multi pipe assembly mode, axial guide vane cyclone separator, low pressure drop, high separation efficiency (particle size less than 10 mu m) characteristics.

【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ051.8

【參考文獻】

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本文編號：1506316