為解決常見的氣液分離器氣相出口含液量大和管匯連接復(fù)雜等問題,提出了一種新型同向出流式氣液旋流分離裝置。該裝置能有效降低氣相出口的液相含量,主要針對其不同結(jié)構(gòu)參數(shù)開展了數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究,并完成了結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)選。研究結(jié)果表明:影響氣相運(yùn)移速度及分離性能的最佳內(nèi)錐角度為2°,最佳進(jìn)氣孔角度為30°,最佳脫氣效率模擬值為96%;隨著內(nèi)錐角度的增大,氣相溢流管內(nèi)的軸向速度呈先上升后下降的規(guī)律,內(nèi)錐角度為2°時(shí),軸向速度最大達(dá)到0. 58 m/s;隨著進(jìn)氣孔角度的增大,氣相溢流管內(nèi)的軸向速度基本呈上升規(guī)律,進(jìn)氣孔角度為30°,軸向速度最大達(dá)到0. 60 m/s;優(yōu)化后的氣液分離器結(jié)構(gòu)適用于含氣體積分?jǐn)?shù)區(qū)間為15%～30%,最佳分離效率為92. 6%。研究結(jié)果可為同向出流氣液分離器的工程應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。 

【文章來源】：石油機(jī)械. 2020,48(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

同向出流氣液分離器結(jié)構(gòu)示意圖

為了分析同向出流氣液分離器的內(nèi)部流場特性及分離性能，構(gòu)建了流體域模型。氣液兩相從切向入口進(jìn)入，氣相介質(zhì)沿溢流管外的進(jìn)氣孔進(jìn)入，從環(huán)狀間隙(氣相溢流口外壁至液相底流口外壁)流出。液相介質(zhì)經(jīng)過內(nèi)錐流向底流腔，隨后又從底流腔向上運(yùn)移，最后從液相底流管流出。流體域模型的起始部分是從切向入口開始，經(jīng)過內(nèi)錐至底流腔，最后液相和氣相從嵌套管開孔結(jié)構(gòu)內(nèi)同向出流。流體域模型及主要結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。流體域模型尺寸參數(shù):圓柱套管直徑D1=75 mm，液相底流管外徑D2=18 mm，氣相溢流管外徑D3=25mm，圓柱套管總長L1=1 365 mm，內(nèi)錐長度L2=1 050 mm，底流腔長度L3=195 mm，套管式開孔結(jié)構(gòu)長度L4=130 mm，內(nèi)錐角度α=2°，進(jìn)氣孔開孔角度β=30°。2.2 網(wǎng)格劃分

對同向出流氣液分離器流體域模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，由于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以對不規(guī)則外形區(qū)域進(jìn)行離散并保證邊界的初始準(zhǔn)確度[9]，所以采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格完成流體域模型的網(wǎng)格劃分。開展網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)，將流體域模型劃分成網(wǎng)格數(shù)分別為465 782、654 230、808 566、1 063 252和1 157 462共5個(gè)不同數(shù)量等級(jí)，開展相同邊界條件數(shù)值模擬研究，并以氣相出口的氣相體積分?jǐn)?shù)來考核網(wǎng)格質(zhì)量。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)增大到808 566時(shí)，氣液分離器氣相出口的氣相體積分?jǐn)?shù)基本不隨網(wǎng)格數(shù)的增大而發(fā)生變化，最終選用的網(wǎng)格劃分總數(shù)為808 566的流體域模型。網(wǎng)格模型劃分結(jié)果如圖3所示。網(wǎng)格檢驗(yàn)結(jié)果顯示網(wǎng)格有效率為100%。2.3 計(jì)算模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2970886