某组合分离器内部流动的数值计算

结合某石油化工系统中新型组合分离器的优化设计,针对其分离元件的最优组合工况,基于CFD方法,对分离器内部的气、液两相流动进行了数值计算,分析了分离器内部气液分离的过程和分离效率,并与试验结果进行对比,表明该新型组合式分离器分离效率较高（〉99．7％）,设计比较合理,能有效脱除天然气中的液相成分。     

气液旋流分离中两相流动模型的理论研究

气、液旋流分离过程是气、液两相的三维强旋流运动,以漂移流动模型和颗粒轨迹方程为基础。采用欧拉-拉格朗目方法建立一种新的气液两相流动机理模型,该模型可以用来直接计算气液旋流分离器内部流场中连续相、分散相（液滴）的速度分布情况,通过计算能够预测旋流器内部浓度分布情况,并通过对影响气液分率效率的主要原因一出口气体中的液滴夹带情况进行分析计算,预测旋流器的分离性能。     

油-水-气三相旋流器分离验证及气-液腔结构优化

采用Fluent软件数值模拟了新型油-水-气三相旋流器的分离性能,并以分离效率为目标函数对气-液分离腔主要尺寸进行了优化设计。结果表明,该型油-水-气三相旋流器在油滴与气泡直径为50μm时具有最优的分离效率,且其气泡迁移效率较油滴迁移效率高.当气泡直径为50μm时,气-液分离效率达到99%以上;当气泡直径小于40μm时,气-液分离效率随直径的减小显著下降;当气泡直径小于10μm时,气-液分离效率趋近于零.经对比分析建立了溢流口直径与分流比的线性关系式,且得到优选后气-液分离腔最优主要结构尺寸:分离腔长度203mm,分离腔直径60mm,溢流口插入长度20mm.     

斜板式气液重力分离技术研究

在简要叙述斜板式气液分离器斜板分离室内液滴分离原理基础上,以常规卧式气液分离器设计准则为基础,通过对实际情况的分析与简化导出气液两相分离的数学模型及斜板气液分离器结构设计计算公式.并对常规卧式分离器和斜板式气液分离器分别进行结构尺寸设计与分离效率的对比计算,得出斜板式气液分离器具有实际应用推广价值.     

油水旋流分离器数值模拟优化研究

采用计算流体动力学（CFD）软件中的雷诺应力模型（RSM）对油水分离旋流器内部流场进行了数值模拟,研究发现采出液在进口处的相互流动干扰对油水分离效果有重要影响,据此提出了一种新型结构——带有空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋的油水旋流分离器。进一步的优化设计和性能试验表明：空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋实现了平滑过渡,从而得到较稳定的流场和较高的分离效率。     

方型卧式分离器的试验研究

为探求方型卧式分离器的性能，对它在不同运行风速和不同固体颗粒浓度下的分离效率和压降进行了试验研究．结果表明，在试验参数范围内，分离器的分离效率和压降随分离器入口风速的增加而增加，受入口颗粒浓度的影响不明显，分离效率与方型卧式分离器的出气形式有关；对粒径大于100μm的固体颗粒，方型卧式分离器的分离效率在90％以上，压降小于1000Pa．同时建立了一个计算方形卧式分离器分级效率的简单数学模型，计算结果与试验数据符合较好．     

旋流器固-液分离的数值模拟

为研究旋流器固-液分离性能,采用欧拉模型与离散相模型相结合的方法,对旋流器内部流场特征和分离效率进行数值计算。结果表明:砂粒粒径大于10 μm时主要分布在外旋流场;入口流量为9 m³/h时,旋流器的分离效率最大;砂粒粒径>30 μm时,旋流器分离效率趋近于100%,粒径为40 μm时分离效率达到最大为97.5%;砂粒浓度由1 g/m³增至8 g/m³时,粒径为10 μm的砂粒分离效率增加了9.7%,砂粒浓度为10 g/m³时,旋流器分离效率下降。通过数值计算得到了旋流器的最优工况。     

带钩波形板分离器分离性能试验研究

对带钩波形板分离器的分离效率性能和阻力特性进行了试验研究.结果表明:风速、含湿率对分离效率的影响大,分离器分离效率随风速升高而降低,随含湿率增加而增大;含水量对分离器阻力的影响很小,分离器阻力随风速的增加而增大.研究结果为高效空冷除湿器设计提供了理论依据.     

生物质燃气焦油的撞击离心分离技术

设计了一种新型生物质燃气焦油分离器。该焦油分离器同时具有冷却降温促焦油冷凝析出和分离焦油液滴的作用。推导了该分离器中旋转叶片的运动轨迹方程。用随机数生成器模拟了500个焦油微珠在分离器横截面的位置坐标,并计算了这些微珠被七级叶片碰撞阻拦的数量,从而得到了分离效率与叶片宽度的关系。结果表明,增加叶轮宽度和叶轮级数、提高叶轮旋转速度能提高该分离器分离效率。在本文设定情况下其最高分离效率可达60%左右。     

波纹板填料气液分离器分离性能数值研究

波纹板填料气液分离器的分离性能受到波纹板结构参数及安装制造等因素的影响,由于波纹板内部流体流动的复杂性,严重限制了其进一步的推广应用。以波纹板填料为研究对象,应用fluent对其流场特性进行数值模拟分析,并对其分离性能进行研究。研究结果表明:波纹板对气相介质中液滴的去除作用明显,气液分离效果较好、压力损失较小。研究结果可为波纹板填料气液分离技术性能优化设计提供理论依据和方向指导。     

体积流量对旋风分离器影响的模拟分析

为改善旋风分离器操作条件,提高其工作性能,以RNG k-ε模型、SIMPLEC计算法、随机轨道模型等描述旋风分离器,使用Fluent软件对旋风分离器压力损失和分离效率进行数值模拟,分析体积流量对不同粒径下颗粒分离效率的影响。结果表明:体积流量的增大能够提高旋风分离器的分离效率,但要以较大的动力消耗为代价;存在着最经济的体积流量值使得旋风分离器工作性能达到最佳,这对节能而高效地使用旋风分离器具有一定的理论指导意义。     

直流降膜式旋风除雾器的实验研究与工业放大

研究设计了一种新型高效的除雾设备——直流降膜式旋风除雾器 ,以空气 -水为实验物系 ,测定了Φ2 50 mm的直流降膜式旋风除雾器的压降及除雾效果。实验结果表明 ,压降随气速的增大而增大 ,出口气体含雾量随气速的增大仅略有下降。在此基础上 ,选定了最佳操作条件 ,进行了工业放大 ,工厂应用效果良好     

旋风分离器内颗粒轨迹的数值模拟

采用数值模拟的方法研究旋风分离器内的颗粒运动:对单相流场采用湍流各向异性的雷诺应力模型,对气、固两相流场采用相间耦合的随机轨道模型;通过描述颗粒的运动轨迹,揭示了颗粒在旋风分离器中运动的物理机制.结果表明:颗粒的运动轨迹比较复杂,且带有很大的随机性;尤其是小粒径颗粒,受气流湍动影响显著,即使是粒径、入射位置相同,其运动轨迹也各不相同,最终的位置也不同;小粒径颗粒更容易受二次涡流影响,从而降低分离器的效率;另外,还模拟出了上灰环、排气管短路流及排尘口返混等影响分离效率的几种现象,为进一步研究旋风分离器的分离机理理论及实验研究打下基础.     

页岩气测试平台积液原因及排液对策研究

在页岩气排液测试阶段,井口压力、温度较高,采出气中含有大量的饱和水,影响测试平台内工艺设备和采气管线的正常运行.基于此,对饱和水进行现场取样与测试分析,探究测试平台的积液原因.针对积液原因,提出了在波纹板分离器前安装间壁式换热器的方案,以降低波纹板分离器入口的气流温度和饱和水质量浓度,并采用Fluent软件对换热管内部...     

喷管超音速分离技术在天然气脱水中的应用研究

喷管超音速旋流分离技术是天然气处理工艺技术的一大创新技术,是一种集气体动力学、热力学和流体力学理论为一体的新型气体干燥处理技术,是超音速冷凝与离心分离技术的有机结合。喷管超音速分离器由喷管、超音速翼段、分离段和扩压段四部分组成,它依靠喷管膨胀形成低温、低压超音速流动,并通过超音速翼形成旋流,从而实现冷凝水及重烃的分离。现有研究表明,喷管超音速分离器具有分离效率高,体积小,可实现无人操作,并且不需要使用任何化学药剂等优点,因此该项技术在天然气净化脱水领域具有广阔的应用前景。     

天然气超音速脱水试验研究

天然气超音速脱水装置利用涡流管将含水天然气气流速度提高到超音速,并伴随降温冷却析出液态水,利用旋流装置将水分离,经过气液分离结构将气液分开,达到脱水目的,该装置主要由稳压罐、涡流管、二级分离器等组成。通过天然气超音速脱水装置室内试验和现场试验,测取了进气与干气露点温度,室内试验在压损为40%时干气露点温度可达-16.6℃;现场试验在压损达70%时干气露点温度可达-9℃。试验结果表明,超音速方法可有效脱除天然气的水分。