本文關(guān)鍵詞：油—水—砂三相旋流分離器流場(chǎng)研究及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：兩相旋流器作為一種離心分離設(shè)備,具有處理效率高,操作簡(jiǎn)便,占地面積小的優(yōu)點(diǎn),已在工業(yè)中廣泛應(yīng)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(mǎn)足三相同時(shí)分離的各方面要求,促使了各類(lèi)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(shí)際應(yīng)用的參考。所以通過(guò)數(shù)值模擬、數(shù)學(xué)模型以及響應(yīng)曲面法,優(yōu)化三相旋流器的結(jié)構(gòu)及尺寸。用于CTP三相旋流分離數(shù)值模擬計(jì)算時(shí),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(xiàn)高位震蕩,SIMPLE算法殘差較小。歐拉模型適用性強(qiáng)于混合模型,二階迎風(fēng)格式優(yōu)于一階。Fluent對(duì)于三相模擬精度較低,最終模擬誤差在10%內(nèi),并且流場(chǎng)與壓力場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果符合旋流器內(nèi)部實(shí)際情況。以石英砂、柴油和純水配置水樣,并測(cè)定水樣中各相物理參數(shù)。在該條件下,通過(guò)油相和固相的三維速度場(chǎng)建立,分析了旋流器中流場(chǎng)規(guī)律,建立了流場(chǎng)解析式。理論分析了旋流器的高度H、入口半徑rin設(shè)計(jì)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(jì)算方法。該模型建立相對(duì)簡(jiǎn)單,避開(kāi)了旋流器中湍流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜運(yùn)算,實(shí)際運(yùn)用相對(duì)方便,無(wú)其它未知參數(shù)。通過(guò)各類(lèi)三相旋流器結(jié)構(gòu)對(duì)水樣在旋流器中分離情況的模擬,改進(jìn)傳統(tǒng)CTP三相旋流器。雙入口形式比單入口形式的流場(chǎng)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(jìn)后的三相旋流器存在部分未知參數(shù),通過(guò)響應(yīng)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(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE931.1

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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(duì)導(dǎo)葉式旋流器分離性能影響試驗(yàn)研究[J];流體機(jī)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(chǎng)數(shù)值模擬研究[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);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(chǔ)運(yùn)業(yè)中的應(yīng)用[J];中國(guó)儲(chǔ)運(yùn);2009年09期

5 趙慶國(guó),夏國(guó)棟,張明賢;單錐輕質(zhì)分散相液—液水力旋流器的內(nèi)流場(chǎng)預(yù)測(cè)[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2003年04期

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

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

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

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

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

2 鄭娟;用于氣—水—砂三相分離的水力旋流器的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：1249480