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、導流葉片上端與進口的距離以及旋流管件附件設置等參數(shù)對分離效果的影響,結果表明:筒體過長時,分離器下方旋流被顯著削弱,筒體長度為950 mm時分離效果最佳;出口的管徑過小或管內(nèi)設有螺旋葉片將增大壓降,出口氣流流速增大導致逃逸的液滴也增多,出口管直徑為60 mm時分離效果最佳;導流葉片上端位于進口中心線下方且與之距離等于進口直徑時分離效果良好。通過數(shù)值模擬分析油氣分離器的結構參數(shù)與部件設置對分離性能的影響,為開發(fā)高效油氣分離器提供一定參考。 

【文章來源】：科學技術與工程. 2020年21期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

油氣分離器結構示意圖

圖1 油氣分離器結構示意圖圖3展示了4種不同結構的旋流管部件結構與建模效果。其中圖3(a)與圖3(e)旋流管部件1無套管、導流葉片和擴張口,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,管外設有導流葉片。管道下方有擴張口,擴張面與管道外壁夾角為120°,擴張口直徑為140 mm,高為24 mm。擴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。管外設有導流葉片,管端為擴張口,導流葉片與擴張口的幾何形狀、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進一步調(diào)整而得,其不同之處在于管內(nèi)設有3個升程的螺旋葉片。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。螺旋葉片上端與導流葉片上端距離180 mm,高為540 mm。其中導流葉片與擴張口的幾何形狀、尺寸及布置方式均與旋流管部件2一致。

圖3展示了4種不同結構的旋流管部件結構與建模效果。其中圖3(a)與圖3(e)旋流管部件1無套管、導流葉片和擴張口,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,管外設有導流葉片。管道下方有擴張口,擴張面與管道外壁夾角為120°,擴張口直徑為140 mm,高為24 mm。擴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。管外設有導流葉片,管端為擴張口,導流葉片與擴張口的幾何形狀、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進一步調(diào)整而得,其不同之處在于管內(nèi)設有3個升程的螺旋葉片。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。螺旋葉片上端與導流葉片上端距離180 mm,高為540 mm。其中導流葉片與擴張口的幾何形狀、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構特征對分離效果的影響,分別對11種油氣分離器的分離效果進行了比較。其中結構的變化包括出口內(nèi)徑d、筒體高度H、進口中心線與葉片頂端的距離L(進口中心線高于葉片頂端時,L>0,進口中心線低于葉片頂端或兩者平齊時,L≤0)以及是否設有管外導流葉片、管內(nèi)螺旋葉片、擴張口、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置對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對油氣分離效果的影響。


本文編號：2922930