旋流器分散相液滴受力分析——液-液水力旋流器速度场研究之五

通过对液-液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在径向所受的力主要有切向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力——斯托克斯力,其方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯力,其方向在外涡流区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算各力的大小和方向,进而分析其对分离性能的影响。     

液—液水力旋流器中流滴的径向受力分析

水力旋流器采用离心分离原理,即液流沿切向进入旋流器内产生高速旋转,在离心力作用下轻分散相向中心轴运移,从溢流口排出;重分散相向器壁运移,从底流口排出,从而实现两相分离。尽管其分离原理简单,但旋流器内流场十分复杂,为三维螺旋运动,因此,分散相液滴的受力也极其复杂。水力旋流器的分离机理研究是液—液旋     

旋流器分散相液滴受力分析──液─液水力旋流器速度场研究之五

通过对液一液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在径向所受的力主要有：切向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力──斯托克斯力,其方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯为,其方向在外涡流区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算各力的大小和方向,进而分析其对分离性能的影响。     

旋流器分散相液滴受力分析

通过对液－液水力旋流器速度场的测试与理论分析,指出分散相液滴在同和主要有：Ａ发向加速度产生的离心力,其方向远离轴心;径向压力场产生的径向力,其方向指向轴心;径向运动阻力－－斯托克斯力,共方向指向器壁;旋转流场产生的马格纳斯力,其方向在外涡充区指向轴心,在内涡流区远离轴心。此外,分散相液滴在切向速度梯度影响下还受到切向应力作用,使液滴破碎和乳化。依据给出的计算公式,可以计算和力的大小和方向,进而分析     

液-液旋流器中分散相液滴破碎机理研究

根据液-液旋流器涡流场和切向速度的特点,探讨了分散相液滴破碎的主要原因,粘性剪切力主 要使液滴变形;雷诺剪切应力则导致液滴破碎;并分析出旋流器中液滴易发生破碎的几个主要部位。在 总结前人研究成果的基础上,归纳出3种描述分散相液滴的形变与破裂的临界条件,为研究液-液旋流器 分散相液滴破碎机理提供依据。     

液-液水力旋流器的模拟试验

液-液水力旋流器是一种新型的油水分离器。主要是由旋流腔、收缩腔、尾维、尾管和溢流管组成，分离机理为离心沉降。用有机玻璃制成的液-液水力旋流器的模拟试验结果表明，其分离效率与污水中的含油浓度无关，而随进口流量的增大而增大；当液-液水力旋流器的几何结构确定以后，进口流量随进口压力增大而增大。用计算机仿真与用激光实测所得的水力旋流器内的流场分布基本吻合，故其可作为样机设计的理论指导。液-液水力旋流器具有分离效率高、处理量大、重量轻、占地面积小、无运动部件、维修费用低等优点、特别适用于海洋钻井平台和边远油田的污水处理。     

液-液分离水力旋流器的理论研究进展

介绍了液-液分离水力旋流器的理论研究进展,分析了各种数学模型的研究状况及存在的问题,对人工神经网络在液-液分离水力旋流器的应用及其发展进行了展望。     

论液-液水力旋流器的CFD方法

在液-液水力旋流器数值研究过程中,几何模型的网格划分、对流-扩散项的离散格式的确定以及湍流模型和多相流模型的选择都非常重要,结合CFD(计算流体动力学)理论、液-液水力旋流器内流场特性和前人的研究成果进行探讨.研究表明,网格划分首选六面体网格单元,对流-扩散项离散用QUICK格式计算精度更高,利用Reynolds-Stress模型对湍流场进行模拟更合理可信,采用2相流动滑移模型模拟其内的油相运动过程也较为客观.研究的结论对采用CFD方法优化设计液-液水力旋流器具有指导意义.     

液-液水力旋流器的模拟分析与结构优化

根据计算流体力学的原理和方法,以流场数值模拟为基础,利用大型流体计算软件对液液水力旋流器内流体的运动规律进行了模拟分析。在模拟分析基础上,以提高分离效率为目的对除油水力旋流器的入口形式、溢流出口直径和旋流腔长度进行了优化设计。在实际应用中,应用计算得到的优化结构,可以提高旋流器分离效率6%左右。     

液-液水力旋流器油水乳化机理研究

为了提高液-液水力旋流器的分离效率,避免油水在分离过程中产生严重的乳化现象,根据流体力学及旋流器的基本理论和方法,深入研究了液-液水力旋流器产生乳化现象的机理,并根据研究结果分析了产生乳化现象的主要影响因素。考虑到工程实际应用特将其与液-液水力旋流器的结构参数、操作参数及进料物性参数结合,逐一分析其对油水产生乳化的影响。分析结果表明,粘度μ、流量Q、入口速度v、分散相表面张力σ对油水乳化起关键作用,在设计和操作时应充分考虑。这项研究可为优化旋流器的结构设计,降低乳化程度,获得最佳的分离效率提供理论参考。     

固-液-液三相分离水力旋流器现状及发展趋势

固-液、液-液等二相水力旋流分离器已经是现今石油石化工业中不可缺少的分离工具,但目前还不能分离液体中同时含有石油和固体颗粒的多相混合物。因此,要研究一种新型的固-液-液三相分离旋流器。简述了三相分离器的原理、研究现状和发展趋势。     

液-液水力旋流器三维网格生成技术研究

通过对双锥双柱型液-液水力旋流器几何结构的分析可知,提高该种旋流器网格划分质量的核心在于得到高质量的旋流腔顶面网格。采用quad-map、quad-pave和tri-pave方法对旋流腔的顶面划分了网格a、b、c、d4种形式,并进行了比较,网格a的单元比率过大,网格b生成的三维网格数量巨大,网格c和d的质量指标比较合适,但网格d的数量约为网格c的2倍。最后在网格a、c、d上采用COOPER方法生成的三维网格上,分别用相同的湍流模型和边界条件进行了计算,通过比较切向、轴向和径向速度的计算结果,得出网格c采用COOPER生成的三维网格计算结果最为合理。     

旋流器切向速度测试与分布规律分析——液-液水力旋流器速度场研究之一

采用多普勒激光测速仪（ＬＤＶ）及配备的频移装置,对双锥体结构水力旋流器切向速度进行测试并找出了分布规律。分析研究结果表明,旋流器的切向速度场由外部准自由涡和内部准强制涡两个区域构成,其分界面为最大切向速度ｖｔｍａｘ的轨迹面,结构设计合理时,此轨迹面为一圆柱面。从切向速度场的分布规律可看出,双锥体结构水力旋流器的速度分布合理,流场稳定,可得到较好的分离效果。     

水力旋流器液—液分离效率

如何评定液－液分离中水力旋流器的分离效率，是其理论研究与应用的一个重要问题。本文介绍三种不同评定分离效率的标准：简化效率、总效率与级效率。并将它们加以分析、比较。     

液—液水力旋流器的模拟试验

液－液水力旋流器是一种致型的油水分离。主要是由旋流腔、收缩腔，尾锥、尾管和溢流管组成，分离机理为离心沉降。用有机玻璃的液－液水力旋流器的模拟试验结果表明，其分离效率与污水中的含油浓度无关，而随进口流量的增大而增大，当液－液水力旋流器的几何结构确定以后，进口流量随进口压力增大而增大。用计算机仿真与用激光实测所得的水力旋流器内的流场分布基本吻合，故可作为样机设计的理论指导，液－液水力旋流器分离效率高，     

旋流器轴向速度分布规律--液-液水力旋流器速度场研究之三

用多普勒激光测速仪并加入频移装置,提高了对双锥体结构水力旋流器轴向速度场的测试精度,测试结果和分析研究表明,旋流器的轴向速度场以零轴向速度包格面为界分为内外两个旋流区,外旋流区和流体边旋转边向底流流动,最终从底流口排出;内旋流区的流体则边旋转边向溢流口流动,最终从溢流口排出。     

液-液水力旋流器旋流管的磨损及减磨措施

由于油田采出液和含油污水中含有大量泥砂 ,用于油水分离的水力旋流器过流部件都存在严重的磨损 ,极大地影响设备的油水分离效率 ,严重时导致设备停产。通过对旋流管的磨损情况和磨损机理的研究 ,认为砂粒的切削磨蚀、摩擦磨蚀和冲击磨蚀是引起旋流管局部磨损的重要原因。据此 ,提出旋流管的减磨措施 :选择工程塑料和陶瓷等合适的耐磨耐腐蚀材料 ,提高旋流管过流件的内表面加工质量和设计合理的进口流道 ,可减轻旋流管的磨损 ,延长其工作寿命     

旋流器轴向速度分布规律——液-液水力旋流器速度场研究之三

用多普勒激光测速仪并加入频移装置,提高了对双锥体结构水力旋流器轴向速度场的测试精度、测试结果和分析研究表明,旋流器的轴向速度场以零轴向速度包络面为界分为内外两个旋流区,外旋流区的流体边旋转边向底流流动,最终从底流口排出;内旋流区的流体则边旋转边向溢流口流动,最终从溢流口排出。双锥水力旋流器的零轴向速度包络面为一柱锥联合面,其柱面直径Ｄｖ是溢流口直径Ｄｕ的２５倍左右,锥面的锥顶角约为１４°,锥顶在小锥段内部。     

液-液分离用水力旋流器内部流场的三维数值模拟

运用商业计算流体力学软件FLUENT对油水分离用水力旋流器（LLHC）进行了三维数值模拟，并对网格的划分、湍流模型和二相流模型的选择及边界条件的设置等技术细节问题进行了探讨。结果表明，运用RSM湍流模型、基于欧拉法的MIXTURE二相流模型和压力边界条件进行数值模拟所获得的速度场、分离效率与实验结果吻合较好。为进一步运用FLUENT软件研究液一液分离水力旋流器的结构优化和性能预测提供了参考。