本文選題：淺池原理　切入點：油水兩相流體　出處：《中國石油大學(華東)》2015年博士論文

【摘要】：斜管組除油池是基于“淺池原理”設計的一種重力式污水處理裝置,具有除油效率高、占地面積小等優(yōu)點。該裝置通過油水混合液重力分離、多組斜管(組)內(nèi)離散油相的積聚、浮升等機制,將油水混合液分離,屬于典型的流體-結(jié)構耦合作用力學系統(tǒng),相關的研究涉及到了斜管組內(nèi)油水兩相介質(zhì)流動、流體-結(jié)構耦合作用、油水兩相分離和浮升等一系列基礎力學問題,本文對之進行了研究,主要內(nèi)容包括:(1)基于除油池裝置結(jié)構特點,建立了裝置系統(tǒng)流體-結(jié)構力學模型,為定量研究斜管組除油池結(jié)構基本力學特性,包括油水兩相流動/分離、結(jié)構動力學參數(shù)奠定了基礎;(2)利用專業(yè)化網(wǎng)格軟件ICEM-CFD分別建立了斜管組除油池裝置的流體和結(jié)構數(shù)值仿真模型,通過精細六面體網(wǎng)格模型及復合網(wǎng)格技術,處理了流體-結(jié)構界面耦合,以及管、梁、板組合結(jié)構數(shù)值模型的協(xié)調(diào)性難題;(3)利用流體動力學仿真軟件FLUENT計算了斜管組除油池內(nèi)油水兩相流動參數(shù),對比分析了緩沖整流配水板的作用,探究了入口流量對裝置內(nèi)流場參數(shù)影響規(guī)律;(4)結(jié)合流體-結(jié)構耦合模型與Workbench流固耦合模擬技術,研究了斜管組除油池裝置流體作用下的結(jié)構響應,分別計算了裝置運行過程中入口流量、裝置搬移吊裝過程中液體晃動以及斜管組傾角變化等因素參數(shù)產(chǎn)生的結(jié)構內(nèi)流體力學參數(shù)、結(jié)構變形與油水分離效率;(5)在綜合斜管組除油池裝置油水兩相流體參數(shù)、流體-結(jié)構作用和動力響應的基礎上,對斜管組除油池結(jié)構進行了優(yōu)化設計,改進后的裝置在提高油水分離效率、加強結(jié)構安全性能等方面獲得了良好效果。
[Abstract]:The inclined pipe unit oil removal tank is a gravity sewage treatment device based on "shallow pool principle", which has the advantages of high oil removal efficiency and small area.Through gravity separation of oil-water mixture, accumulation of discrete oil phase in multiple sets of inclined pipes (groups), floating rise and other mechanisms, the oil-water mixture is separated, which belongs to a typical fluid-structure coupling mechanical system.The related research involves a series of basic mechanics problems, such as oil-water two-phase medium flow, fluid-structure coupling, oil-water two-phase separation and floatation.The main contents include: (1) based on the structural characteristics of the oil removal tank, a fluid structural mechanical model is established for the quantitative study of the basic mechanical properties of the oil removal tank structure, including the oil-water two-phase flow / separation.The numerical simulation model of fluid and structure of the oil tank device of inclined tube group is established by using specialized grid software ICEM-CFD. The fine hexahedron mesh model and composite mesh technology are used to simulate the fluid and structure of the oil tank device.This paper deals with the coupling between fluid and structure interface, and the compatibility of numerical models of pipe, beam and plate structures. The fluid dynamics simulation software FLUENT is used to calculate the oil-water two-phase flow parameters in the oil removal tank of inclined pipe group.In this paper, the effect of buffer rectifier water distribution plate is analyzed, and the influence of inlet flow rate on the flow field parameters of the device is studied. (4) combined with fluid-structure coupling model and Workbench fluid-solid coupling simulation technology,In this paper, the structural response of the inclined tube unit deoiling tank under the action of fluid is studied, and the inlet flow rate during the operation of the device is calculated respectively.The hydrodynamic parameters, structural deformation and oil / water separation efficiency produced by the parameters of liquid sloshing and inclined angle change of inclined pipe group during the process of moving and hoisting of the device are used in the integrated slant tube group oil removal tank to set up oil-water two-phase fluid parameters.On the basis of the fluid-structure action and dynamic response, the optimum design of the oil removal tank structure of the inclined pipe group is carried out. The improved device has achieved good results in improving the efficiency of oil-water separation and strengthening the safety performance of the structure.
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X741

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本文編號：1711242