發(fā)布時間：2017-12-03 17:27

  本文關鍵詞：油—水—砂三相旋流分離器流場研究及其結構優(yōu)化設計

  更多相關文章： 旋流器 三相分離 數(shù)值模擬 響應曲面法 流場分析

【摘要】：兩相旋流器作為一種離心分離設備,具有處理效率高,操作簡便,占地面積小的優(yōu)點,已在工業(yè)中廣泛應用。但是隨著工業(yè)的發(fā)展,兩相旋流器的串聯(lián)并不能滿足三相同時分離的各方面要求,促使了各類三相旋流器的發(fā)展。目前三相旋流器的研究較少,缺少工程實際應用的參考。所以通過數(shù)值模擬、數(shù)學模型以及響應曲面法,優(yōu)化三相旋流器的結構及尺寸。用于CTP三相旋流分離數(shù)值模擬計算時,Fluent軟件中的RSM模型收斂性較差,RNG k-ε模型收斂性好；Coupled算法收斂曲線高位震蕩,SIMPLE算法殘差較小。歐拉模型適用性強于混合模型,二階迎風格式優(yōu)于一階。Fluent對于三相模擬精度較低,最終模擬誤差在10%內,并且流場與壓力場的計算結果符合旋流器內部實際情況。以石英砂、柴油和純水配置水樣,并測定水樣中各相物理參數(shù)。在該條件下,通過油相和固相的三維速度場建立,分析了旋流器中流場規(guī)律,建立了流場解析式。理論分析了旋流器的高度H、入口半徑rin設計方法,討論了一定粒徑的油滴或顆粒是否能被分離以及分離效率的計算方法。該模型建立相對簡單,避開了旋流器中湍流運動復雜運算,實際運用相對方便,無其它未知參數(shù)。通過各類三相旋流器結構對水樣在旋流器中分離情況的模擬,改進傳統(tǒng)CTP三相旋流器。雙入口形式比單入口形式的流場更穩(wěn)定；溢流管的插入深度能有效地防止短路流；底流管的插入深度可以減少一定的能耗并且能防止部分顆粒從底流口流出。改進后的三相旋流器存在部分未知參數(shù),通過響應曲面法優(yōu)化三相旋流器,最終確定入口直徑X1=0.325D、溢流管插入深度X2=2.175D和底流管插入深度X3=0.6D。并且該條件下油相分離為60.78%、固相分離效率為71.25%,較傳統(tǒng)CTP旋流器分離效率高。
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE931.1

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 Safa Raziyeh;Soltani Goharrizi Ataallah;;CFD simulation of an industrial hydrocyclone with Eulerian-Eulerian approach: A case study[J];International Journal of Mining Science and Technology;2014年05期

2 于凱;王振波;金有海;孫治謙;侯勝超;;錐角對導葉式旋流器分離性能影響試驗研究[J];流體機械;2013年03期

3 張福倫;郭廣東;鄧松圣;華衛(wèi)星;;油-水-砂三相水力旋流器流場數(shù)值模擬研究[J];后勤工程學院學報;2011年05期

4 郭廣東;鄧松圣;張福倫;;油水砂三相旋流分離器在油氣儲運業(yè)中的應用[J];中國儲運;2009年09期

5 趙慶國,夏國棟,張明賢;單錐輕質分散相液—液水力旋流器的內流場預測[J];安全與環(huán)境學報;2003年04期

6 褚良銀,陳文梅,李曉鐘,劉培坤;水力旋流器結構與分離性能研究(六)——柱段結構(長度)[J];化工裝備技術;1999年02期

7 褚良銀,陳文梅,李曉鐘,劉培坤;水力旋流器結構與分離性能研究(三)——錐段結構[J];化工裝備技術;1998年05期

8 褚良銀,陳文梅,李曉鐘,劉培坤;水力旋流器結構與分離性能研究(二)——溢流管結構[J];化工裝備技術;1998年04期

9 褚良銀,陳文梅,李曉鐘,劉培坤;水力旋流器結構與分離性能研究(一)——進料管結構[J];化工裝備技術;1998年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐磊;油田采出液氣—液—固三相旋流分離流場特性研究[D];大慶石油學院;2010年

2 鄭娟;用于氣—水—砂三相分離的水力旋流器的實驗研究[D];大連理工大學;2005年

，

本文編號：1249480