重力式油水分離器在油水分離領(lǐng)域具有非常廣泛的應用,如何根據(jù)具體工況選擇合適的波紋板填料以及波紋板的具體搭建方式都是在充分研究波紋板內(nèi)部流場的前提下進行的。本文結(jié)合實驗和計算流體力學方法對交錯搭置的波紋板內(nèi)部流場進行研究,探究了流場的分布特性和影響因素。通過自主搭建的實驗裝置,對油水分離器分離效率、進口和水相出口油滴粒徑變化規(guī)律進行研究。實驗結(jié)果表明,隨著進口流量的增加,重力式油水分離器的油水分離效率逐漸降低,在波紋板上開孔可以提高油水分離效率并使水相出口處大油滴數(shù)量減少;在較低進口流量下,重力式油水分離器對粒徑在16 μm以上的油滴具有明顯的分離作用;隨著進口流量的增大,水相出口中粒徑在16 μm以上的油滴數(shù)量所占總油滴的份額先增大后減小而后繼續(xù)增大。在模擬驗證的基礎(chǔ)上,應用Fluent計算流體力學軟件對油水分離器內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果表明,在無孔波紋板折角處會形成流動死區(qū);開孔波紋板內(nèi)的小孔可減少流動死區(qū)范圍。在無孔波紋板中,流道內(nèi)沿程壓降呈階梯狀上升趨勢;在開孔波紋板中,小孔可減弱板折角對沿程壓降的影響。利用離散相模型對油滴濃度分布研究發(fā)現(xiàn):開孔波紋板內(nèi)油滴濃度較低,在... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及現(xiàn)狀
    1.2 油水分離方法
        1.2.1 水中油滴的存在狀態(tài)
        1.2.2 常用油水分離方法
    1.3 影響水中油滴運動的因素
        1.3.1 油滴間的相互作用
        1.3.2 油滴形狀的影響
        1.3.3 流場分布的影響
        1.3.4 內(nèi)環(huán)流的影響
        1.3.5 壁面的影響
    1.4 聚結(jié)填料簡述
        1.4.1 聚結(jié)填料種類
        1.4.2 油滴聚結(jié)過程概述
    1.5 波紋板聚結(jié)分離器研究現(xiàn)狀
        1.5.1 波紋板油水分離器技術(shù)進展
        1.5.2 影響波紋板聚結(jié)分離器分離效率的因素
        1.5.3 波紋板研究中數(shù)值模擬方法的應用
    1.6 CFD基本理論簡介
    1.7 本文主要研究內(nèi)容
第2章 重力式油水分離器實驗研究
    2.1 實驗方案介紹
    2.2 實驗裝置介紹
        2.2.1 整流構(gòu)件的選擇
        2.2.2 油水分離器介紹
        2.2.3 波紋板聚結(jié)構(gòu)件
        2.2.4 實驗操作條件與實驗介質(zhì)
    2.3 實驗測試與分析方法
    2.4 分離效率的影響因素
        2.4.1 板高對分離效率的影響
        2.4.2 進口流量對分離效率的影響
    2.5 油滴粒徑的影響因素
        2.5.1 進口流量對油滴粒徑的影響
        2.5.2 開孔率對油滴粒徑的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 重力式油水分離器數(shù)值模擬研究
    3.1 控制方程與模型選擇
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 湍流模型
        3.1.3 多相流模型
    3.2 計算模型的驗證
        3.2.1 幾何模型和網(wǎng)格劃分
        3.2.2 邊界條件及求解器設(shè)置
        3.2.3 網(wǎng)格的無關(guān)性驗證
        3.2.4 模型可靠性驗證
    3.3 波紋板內(nèi)部流場分布
        3.3.1 無孔波紋板內(nèi)部流場分布
        3.3.2 開孔波紋板內(nèi)流場分布
    3.4 波紋板壓降的影響因素
        3.4.1 流量對壓降的影響
        3.4.2 開孔率對壓降的影響
    3.5 波紋板內(nèi)油滴濃度分布
    3.6 油水兩相界面的影響因素
        3.6.1 開孔率對油水分離的影響
        3.6.2 進口流量對油水兩相界面的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻
致謝
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]油水分離技術(shù)[J]. 吳應湘,許晶禹.  力學進展. 2015(00)
[2]板間距和傾角對波紋板分離性能影響的數(shù)值模擬[J]. 樊玉光,張立峰,袁淑霞,林紅先.  石油化工設(shè)備. 2015(02)
[3]聚結(jié)濾芯的結(jié)構(gòu)和材料分析[J]. 高智芳,劉進立,王篤金,方保華,董俠,邵偉光.  液壓與氣動. 2015(01)
[4]督脈隔藥灸治療惡性腫瘤化療后白細胞減少45例臨床觀察[J]. 張影,羅銀星,蔡小平,胡皓.  中藥與臨床. 2013(05)
[5]波紋板內(nèi)流場模擬計算分析[J]. 王力群,倪玲英,鄭亞文,張洋洋.  化工機械. 2013(02)
[6]水力旋流器內(nèi)部流場模擬分析與PIV驗證[J]. 許妍霞,唐波,宋興福,李樹民,孫澤,于建國.  華東理工大學學報(自然科學版). 2013(01)
[7]開孔波紋板油水分離器在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的數(shù)值模擬[J]. 倪玲英,張洋洋,郭長會.  化工機械. 2013(01)
[8]三維空間液滴運動模型[J]. 張謹奕,薄涵亮,孫玉良,王大中.  清華大學學報(自然科學版). 2013(01)
[9]波紋板填料的流體力學性能[J]. 張敏革,王雷,聶凡,崔岳峰,李鑫鋼.  化工進展. 2012(11)
[10]波紋板表面流體流動特性的數(shù)值模擬[J]. 孫鳳丹.  現(xiàn)代化工. 2012(01)

博士論文
[1]波形板汽水分離器的理論與實驗研究[D]. 李嘉.華中科技大學 2007

碩士論文
[1]油水重力分離過程兩相流動數(shù)值模擬研究[D]. 張杰.中國石油大學(華東) 2014
[2]重力式油水分離器性能的數(shù)值模擬[D]. 侯先瑞.大連海事大學 2011
[3]波紋板聚結(jié)器流動特性的數(shù)值模擬[D]. 張海濤.天津大學 2007
[4]規(guī)整填料單元內(nèi)流場的LDV測量及其小波分析[D]. 李瑩珂.天津大學 2006
[5]重力式油水分離器中的流體力學研究[D]. 張李.天津大學 2005



本文編號：3239730