傳統(tǒng)的油水分離旋流器主要是利用油水的離心力不同,從而導(dǎo)致油滴和水滴徑向運動方向的不同來實現(xiàn)快速的分離,但隨著油田聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等驅(qū)油技術(shù)的逐步擴(kuò)大應(yīng)用,采出液粘度逐漸升高,乳化嚴(yán)重,分離效果受到很大影響。因此,提出了將磁場引入旋流器,實現(xiàn)離心力場與磁場耦合作用下旋流器的高效分離,相應(yīng)的設(shè)計了磁芯水力旋流器。其主要由旋流器及安裝在旋流器中由若干線圈繞成的磁芯組成。磁芯中的線圈按一定順序排列后可提供磁場并對旋流器內(nèi)的固體磁性顆粒施加指向旋流器中心的徑向磁力。其中,固體磁性顆粒是人為的以連續(xù)進(jìn)料的形式添加到油水混合液中的,由親油型高分子材料包裹磁性材料復(fù)合而成,其密度、粒徑與油相接近。在分離過程中,磁性顆粒同時受到離心力和磁力,因此這些磁性顆粒能夠通過與油滴的接觸和碰撞作用來“攜帶”或“推動”油滴朝向旋流器中心運動,最終實現(xiàn)油水的高效分離。對磁芯旋流器的分離原理以及磁性顆粒及油滴的相互作用情況進(jìn)行了理論分析,初步建立了有無磁場條件下磁性顆粒及油滴的受力模型,從理論上確定了通過磁性顆粒攜帶或推動油滴的方法來提高分離效率的可行性。以流體速度作為分析對象開展了PIV測速試驗,結(jié)果表明,待測截面上... 

【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點摘要
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 油水分離旋流器的研究現(xiàn)狀
    1.3 外力輔助型旋流器結(jié)構(gòu)原理及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 氣攜式液-液水力旋流器
        1.3.2 磁力旋流器
    1.4 研究方法
        1.4.1 理論計算方法
        1.4.2 流場測試技術(shù)
        1.4.3 油水分離效果實驗研究技術(shù)
    1.5 問題的提出
    1.6 研究目標(biāo)
    1.7 SWOT分析
    1.8 本章小結(jié)
第二章 油水分離磁芯旋流器結(jié)構(gòu)原理與基本理論
    2.1 磁芯旋流器結(jié)構(gòu)及原理
        2.1.1 設(shè)計思路
        2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理
    2.2 離心力理論計算
    2.3 油水分離過程中磁芯旋流器的相關(guān)特征參數(shù)
        2.3.1 磁力
        2.3.2 處理量
        2.3.3 分流比
        2.3.4 分離效率
        2.3.5 壓力損失
    2.4 本章小結(jié)
第三章 離心場與磁場耦合的數(shù)值模型
    3.1 模擬前處理
        3.1.1 三維模型
        3.1.2 網(wǎng)格劃分及檢驗
    3.2 數(shù)值計算方法
        3.2.1 離散格式及算法
        3.2.2 多相流模型的選擇
        3.2.3 湍流模型
        3.2.4 離散相模型
        3.2.5 離心力場與磁場耦合模擬的步驟
    3.3 CFD軟件邊界條件設(shè)置
        3.3.1 基本邊界條件設(shè)置
        3.3.2 離散相模型中邊界條件設(shè)置
        3.3.3 用戶自定義（UDF）邊界條件設(shè)置
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于PIV技術(shù)的流場測試試驗
    4.1 PIV技術(shù)簡介及原理
    4.2 實驗裝置及工藝流程
    4.3 實驗步驟
    4.4 不同流量磁芯旋流器內(nèi)速度的對比分析
        4.4.1 Z=80mm截面
        4.4.2 Z=170mm截面
    4.5 本章小結(jié)
第五章 離心場與磁場耦合模擬優(yōu)化分析
    5.1 優(yōu)化方案設(shè)計
    5.2 磁性顆粒受不同大小磁力
        5.2.1 壓力損失
        5.2.2 速度分布
        5.2.3 磁性顆粒受不同大小磁力下的油相分布
        5.2.4 效率
    5.3 處理量對磁芯旋流器分離性能的影響
        5.3.1 油相分布
        5.3.2 湍流強(qiáng)度
        5.3.3 速度分布
        5.3.4 壓力損失及分離效率
    5.4 分流比對旋流器分離性能的影響
        5.4.1 油相分布
        5.4.2 速度分析
        5.4.3 壓力損失及分離效率
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士期間學(xué)術(shù)成果目錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溢流循環(huán)水力旋流器流場特性的數(shù)值分析[J]. 劉琳,趙立新,劉海旭,徐保蕊,蔣明虎.  化學(xué)工程. 2017(10)
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[5]磁力旋流器對磁鐵礦的脫泥效果研究[J]. 孔令帥,彭海濤,樊盼盼,樊民強(qiáng).  礦業(yè)研究與開發(fā). 2015(10)
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[7]聚結(jié)—旋流分離裝置流場特性的數(shù)值模擬分析研究[J]. 趙文君,趙立新,徐保蕊,蔣明虎.  流體機(jī)械. 2015(07)
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博士論文
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碩士論文
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[2]底流型磁力旋流器分選鐵礦的理論分析與試驗研究[D]. 金喬.武漢科技大學(xué) 2015
[3]井下兩級串聯(lián)旋流分離技術(shù)研究[D]. 王羕.東北石油大學(xué) 2014
[4]溢流型磁力旋流器的磁場模擬及試驗研究[D]. 郭娜娜.武漢科技大學(xué) 2014
[5]重介旋流器分選密度永磁場調(diào)控研究[D]. 王拴連.太原理工大學(xué) 2014
[6]新型油水分離水力旋流器的仿真模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及性能研究[D]. 胡穎.華北電力大學(xué) 2012
[7]氣攜式液—液水力旋流器的數(shù)值模擬[D]. 楊威.大連理工大學(xué) 2011
[8]溫度分層及水深對揚水曝氣器流場影響的CFD模擬[D]. 王進(jìn)行.西安建筑科技大學(xué) 2010
[9]除油型水力旋流分離器內(nèi)部流場的數(shù)值計算[D]. 李振國.大連理工大學(xué) 2002



本文編號：2904643