為了分析油氣分離器在極端工況下（-20℃,0.2 MPa）的分離特性,通過數(shù)值模擬研究了筒體長度、出口管徑、導(dǎo)流葉片上端與進(jìn)口的距離以及旋流管件附件設(shè)置等參數(shù)對(duì)分離效果的影響,結(jié)果表明:筒體過長時(shí),分離器下方旋流被顯著削弱,筒體長度為950 mm時(shí)分離效果最佳;出口的管徑過小或管內(nèi)設(shè)有螺旋葉片將增大壓降,出口氣流流速增大導(dǎo)致逃逸的液滴也增多,出口管直徑為60 mm時(shí)分離效果最佳;導(dǎo)流葉片上端位于進(jìn)口中心線下方且與之距離等于進(jìn)口直徑時(shí)分離效果良好。通過數(shù)值模擬分析油氣分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與部件設(shè)置對(duì)分離性能的影響,為開發(fā)高效油氣分離器提供一定參考。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020年21期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

油氣分離器結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 油氣分離器結(jié)構(gòu)示意圖圖3展示了4種不同結(jié)構(gòu)的旋流管部件結(jié)構(gòu)與建模效果。其中圖3(a)與圖3(e)旋流管部件1無套管、導(dǎo)流葉片和擴(kuò)張口,下端面與筒體上封頭線的距離為415 mm。圖3(b)與圖3(f)旋流管部件2無套管,管外設(shè)有導(dǎo)流葉片。管道下方有擴(kuò)張口,擴(kuò)張面與管道外壁夾角為120°,擴(kuò)張口直徑為140 mm,高為24 mm。擴(kuò)張口面與上封頭線距離415 mm。圖3(c)與圖3(g)旋流管部件3管外設(shè)置有套管。套管上端距離筒體上封頭線74.5 mm,高為330 mm,且套管上下兩端封閉。管外設(shè)有導(dǎo)流葉片,管端為擴(kuò)張口,導(dǎo)流葉片與擴(kuò)張口的幾何形狀、尺寸以及布置方式均與旋流管件2中一致。圖3(d)與圖3(h)旋流管部件4是基于旋流管部件2進(jìn)一步調(diào)整而得,其不同之處在于管內(nèi)設(shè)有3個(gè)升程的螺旋葉片。螺旋葉片寬17 mm,厚度為3 mm,其葉根與位于管內(nèi)中心位置的圓柱連接,圓柱直徑為10 mm。螺旋葉片上端與導(dǎo)流葉片上端距離180 mm,高為540 mm。其中導(dǎo)流葉片與擴(kuò)張口的幾何形狀、尺寸及布置方式均與旋流管部件2一致。

圖3展示了4種不同結(jié)構(gòu)的旋流管部件結(jié)構(gòu)與建模效果。其中圖3(a)與圖3(e)旋流管部件1無套管、導(dǎo)流葉片和擴(kuò)張口,下端面與筒體上封頭線的距離為415 mm。圖3(b)與圖3(f)旋流管部件2無套管,管外設(shè)有導(dǎo)流葉片。管道下方有擴(kuò)張口,擴(kuò)張面與管道外壁夾角為120°,擴(kuò)張口直徑為140 mm,高為24 mm。擴(kuò)張口面與上封頭線距離415 mm。圖3(c)與圖3(g)旋流管部件3管外設(shè)置有套管。套管上端距離筒體上封頭線74.5 mm,高為330 mm,且套管上下兩端封閉。管外設(shè)有導(dǎo)流葉片,管端為擴(kuò)張口,導(dǎo)流葉片與擴(kuò)張口的幾何形狀、尺寸以及布置方式均與旋流管件2中一致。圖3(d)與圖3(h)旋流管部件4是基于旋流管部件2進(jìn)一步調(diào)整而得,其不同之處在于管內(nèi)設(shè)有3個(gè)升程的螺旋葉片。螺旋葉片寬17 mm,厚度為3 mm,其葉根與位于管內(nèi)中心位置的圓柱連接,圓柱直徑為10 mm。螺旋葉片上端與導(dǎo)流葉片上端距離180 mm,高為540 mm。其中導(dǎo)流葉片與擴(kuò)張口的幾何形狀、尺寸及布置方式均與旋流管部件2一致。如表1所示,為探究油氣分離器的結(jié)構(gòu)特征對(duì)分離效果的影響,分別對(duì)11種油氣分離器的分離效果進(jìn)行了比較。其中結(jié)構(gòu)的變化包括出口內(nèi)徑d、筒體高度H、進(jìn)口中心線與葉片頂端的距離L(進(jìn)口中心線高于葉片頂端時(shí),L>0,進(jìn)口中心線低于葉片頂端或兩者平齊時(shí),L≤0)以及是否設(shè)有管外導(dǎo)流葉片、管內(nèi)螺旋葉片、擴(kuò)張口、套管等。表1中,模型1～模型4用于比較分析不同旋流管部件的設(shè)置對(duì)油氣分離效果的影響;模型3與模型7、模型8與模型9、模型10與模型11三組均用于分析出d對(duì)油氣分離效果的影響;模型2、模型6、模型8用于比較分析H對(duì)油氣分離效果的影響;模型2與模型5、模型8與模型10兩組均用于分析L對(duì)油氣分離效果的影響。


本文編號(hào)：2922930