針對日益增長的天然氣需求,為了更好的開采和運(yùn)輸天然氣,對天然氣脫水問題的研究顯得尤為重要。而旋流分離器作為一種高效的分離設(shè)備在天然氣脫水領(lǐng)域受到了廣泛的使用。本文基于氣液旋流分離器的理論研究,設(shè)計了一種新型的旋流分離器——螺道式旋流分離器,并對這種旋流分離器進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,主要的研究結(jié)論如下:（1）根據(jù)大量研究學(xué)習(xí)定出了初始螺道式旋流分離器的結(jié)構(gòu)尺寸和操作條件,使用Solidworks建立了初始的分離器模型。（2）使用FLUENT軟件選擇合適的模型分別對螺道式旋流分離器的氣相流場和氣液兩相流場進(jìn)行模擬。通過對數(shù)值模擬得到的流體運(yùn)動形式,速度分布,壓力分布以及氣液相體積分布的研究,了解了這種分離器流場的相關(guān)規(guī)律。（3）基于初始的螺道式旋流分離器模型,在操作參數(shù)不變的情況下,對分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)變化同分離效率和壓降的影響進(jìn)行了研究,得出的結(jié)論為:隨著螺旋圈數(shù)的增加,分離器的分離效率和壓降都是增大的;隨著螺旋線錐角的增加,分離器的分離效率是不斷降低的,而壓降是不斷升高的;隨著溢流口直徑的增加,分離器的分離效率是先升高后降低的,而壓降是不斷降低的;隨著溢流管插入深度的增加,分離器的分離效率是增... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

靜態(tài)旋流分離器（2）動態(tài)旋流分離器常見的動態(tài)旋流分離器如圖1-2所示，內(nèi)部有動態(tài)構(gòu)件

第一章緒論32、旋流分離器按照不同的結(jié)構(gòu)特型可分為：（1）靜態(tài)旋流分離器常見的靜態(tài)旋流分離器如圖1-1所示，內(nèi)部無動態(tài)部件�；旌狭黧w通過進(jìn)料口以一定入口條件進(jìn)入旋流分離器，混合流體在旋流腔體中因為重力和離心力的共同作用旋轉(zhuǎn)分離。靜態(tài)旋流分離器是在實際生產(chǎn)中使用面最廣的。圖1-1靜態(tài)旋流分離器（2）動態(tài)旋流分離器常見的動態(tài)旋流分離器如圖1-2所示，內(nèi)部有動態(tài)構(gòu)件�；旌狭黧w以一定入口條件從進(jìn)料口進(jìn)入動態(tài)旋流式分離器，通過電機(jī)電能轉(zhuǎn)化使得旋轉(zhuǎn)頭將混合流體的軸向運(yùn)動變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動，完成了混合流體的分離。圖1-2動態(tài)旋流分離器1.3.2旋流分離器分離機(jī)理旋流分離器中流體運(yùn)動基本形式如圖1-3所示：混合流體以一定的入口條件進(jìn)入旋流分離器中，在旋流腔壁面的作用下，混合流體運(yùn)動軌跡發(fā)生改變，從直線運(yùn)動變?yōu)榱诵D(zhuǎn)運(yùn)動形成了離心力場，同時在重力的作用下混合流體中密度較大的部分先以螺旋流

西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文4運(yùn)動的方式再以螺旋渦運(yùn)動的方式向下運(yùn)動，形成了外旋流，密度較大的的部分順著外旋流流動從底流口排出；而混合物中密度較小的部分由于旋流分離器下部旋流腔斷面面積的不斷收縮從而流速增大在旋轉(zhuǎn)過程中漸漸的脫離了外旋流，以螺線渦的形式向旋流腔內(nèi)部遷移，從而形成了內(nèi)旋流，密度較小的部分順著內(nèi)旋流流動從溢流口排出。外旋流和內(nèi)旋流是旋流分離器中最基本的流體運(yùn)動形式[10,11]。圖1-3旋流分離器中流體運(yùn)動基本形式短路流是由于旋流分離器器壁摩擦阻力的影響，一部分混合流體向上沿著頂蓋下表面向內(nèi)運(yùn)動到溢流管，再沿著溢流管外壁向下運(yùn)動與內(nèi)旋流匯合從溢流口直接排出，所以并沒有經(jīng)過分離，大大影響了分離器的分離效果。二次渦流是由于外旋流內(nèi)遷到內(nèi)旋流的混合流體來不及從溢流口完全排出，導(dǎo)致部分混合流體在分離器溢流管與旋流腔器壁之間由下而上再由上而下的反復(fù)循環(huán)運(yùn)動，因此二次渦流又叫做循環(huán)流。一般情況下二次渦流起到了對混合液體的二次分離作用。零軸速包絡(luò)面是外旋流和內(nèi)旋流的分界面，是旋流分離器中流體運(yùn)動軸向速度為零的軌跡（外旋流在逐漸內(nèi)遷成內(nèi)旋流的過程中運(yùn)動方向發(fā)生改變，因此肯定有軸向速度等于零的軌跡點）。1.4螺旋結(jié)構(gòu)旋流分離器簡介螺旋結(jié)構(gòu)常見的有螺旋管和螺旋片兩種形式[12]。螺旋結(jié)構(gòu)有著增強(qiáng)流動流體旋轉(zhuǎn)速度的結(jié)構(gòu)特性，螺旋結(jié)構(gòu)的旋流分離器就是基于此誕生的。螺旋管的結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是內(nèi)部流場卻十分復(fù)雜。和螺旋管結(jié)構(gòu)通常是獨立形式相比，螺旋片結(jié)構(gòu)并不是獨立存在的結(jié)構(gòu)，通常有導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)或者在圓筒內(nèi)壁形成導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)。螺旋結(jié)構(gòu)對流體在旋流腔內(nèi)的流動有導(dǎo)流作用還能同時提高流體流動的旋流速度，使得流體流動的流場比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的旋流式分離器更加的穩(wěn)定，從而

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2954956