油水混合流电磁分离装置分离特性的仿真研究

使用Fluent欧拉-欧拉多相流模型对电磁力作用下的油-海水混合流进行了数值模拟,并对电磁分离装置的分离特性进行了详细分析。分析结果表明:油水分离率随入口速度及油珠体积分数的减小而增大,随油珠粒径的增大而增大,并且存在一定的电磁力密度使其达到最大。入口速度及入口油珠体积分数越小、电磁力密度及油珠粒径越大,收油口含油率越高、排污测含油率越低。     

水平长直管内油水两相流流动特性实验研究

The flow patterns and their transitions of oil-water two-phase flow in horizontal pipes were studied. The experiments were conducted in two kinds of horizontal tubes, made of plexiglas pipe and stainless steel pipe with 40 mm ID respectively. No. 46 mechanical oil and tap water were used as working fluids. The superflcial velocity ranges of oil and water were: 0.04-1.2m·s-1 and 0.04-2.2m·s-1, respectively. The flow patterns were identified by visualization and by transient fluctuation signals of differential pressure drop. The flow patterns were defined according to the relative distribution of oil and water phases in the pipes. Flow pattern maps were obtained for both pipelines. In addition, semi-theoretical transition criteria for the flow patterns were proposed, and the proposed transitional criteria are in reasonable agreement with available data in liquid-liquid systems.     

斜管内油水两相流动规律分析

斜管除油池是一种常见的重力式油水分离装置,研究"浅池原理"在斜管中的作用机理,为提高装置的油水分离效率提供理论依据。以流体在斜管中的停留时间为特征,利用Stokes公式推导出流体在斜管中的理论停留时间,将之与流体动力学仿真软件FLUENT求解的仿真结果进行对比分析,揭示了离散相油滴在斜管中的流动规律。研究表明:在"浅池原理"的作用下,流体在斜管中的流速降低,流体在斜管中的停留时间延长,离散相油滴间发生碰撞与聚结的概率增大,从而为离散相油滴在混合相中的浮升与分离提供有利条件。     

垂直上升管内气体扰动油水两相乳化液流动特性

气体 -油水乳化液的管内流动是原油开采、油气输运以及许多化工领域中经常遇到的工程现象 ,正确认识油水乳化液在气体扰动下的动力特性对圆管内油、气、水多相流的理论建模具有重要的工程应用和学术价值 .本文通过垂直上升管内油气水三相弹状流的实验研究 ,提出了垂直上升弹状流中油水乳化液黏度计算模型 .基于此模型 ,油水乳化液在气体掺入下的流动特性可表现为气体扰动变稠的非牛顿流体特性和气体扰动变稀的非牛顿流体特性 .     

螺旋管内油水分离数值模拟

螺旋管具有结构简单等优点,在石油天然气领域获得了广泛的应用.因实验研究在对螺旋管的研究方面存在一定的缺陷,使数值研究方法开始应用于螺旋管的研究.利用CFD方法采用VOF模型对螺旋管内固定进口速度油水二相流进行数值模拟,得出螺旋管内流场特征:①靠近入口端水相分布较大,沿重力方向分布变化不大,峰值前后出现了油水再混合现象;...     

水力旋流分离器内流动和油水分离的数值模拟

The fluid flow and oil-water separation were simulated using a Reynolds stress transport equation model of turbulence in water flow and a stochastic model of oil droplet motion,Simulation results give the axial and tangential velocity components,the pressure and turbulence intensity distribution and droplet trajectories for a hydrocyclone of F type and a hydrocyclone proposed by the present authors.The flow filed predictions are in qualitative agreement with the LDV measurements.The results show that the proposed hydrocyclone has better performance than the hydrocyclone of F type due to creating stronger centrifugal force and lower axial velocity.     

油水两相变径管流动模拟研究

油水两相混合流动是输油管路中经常遇到的流动现象,其流动规律研究具有重要的科学价值和广泛的工程应用价值。利用FLUENT软件对油水两相流在变径管中的流动进行模拟发现,管路内压力、速度在管径突然变化的区域有明显变化,且随含油量的不同其变化程度也有所不同。通过模拟分析突变管内油水两相流动规律,为实际油品输送提供一定的参考依据。     

Y型管式油水分离结构分离特性仿真分析

管式油水分离技术具有占地面积小、分离效率高、成本低等优点,基于管式油水分离原理,设计一种Y型管式油水分离结构,利用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型和Mixture多相流模型,对Y型管内部流场特性以及外部参数对分离效率的影响进行了研究。结果表明,Y型管对流体扰动小,内部流场特性稳定不易产生涡流,能够实现油水分离,支管与主管交汇处存在油水分离现象;油水分离效率随着油滴粒径的增大而逐渐提高,油滴粒径越大越利于油相上浮聚集在Y型管上层,能有效提高油水分离效率;入口速度对油水分离效果的影响很大,速度越大,油相上浮时间越短,Y型管的分离效率越低;分离效率随支管分流比的增大而增大,当入口速度为0.5 m/s时,分流比超过0.4后,分离效率不再增加。研究结果为油水分离提供了新思路,可为Y型管的设计提供理论参考。     

乳化油水聚结分离数值模拟研究进展

油水混合物普遍存在于各类工业过程和日常生活中,其高效分离是化工分离领域研究的重要方向。本文首先阐述和分析了油水混合物的类型、分类依据、油水分离方法、聚结分离原理及其影响因素,然后归纳和分析了聚结分离的数值模拟方法及其常见模型优缺点和适用情况,最后基于乳化油水体系的稳定性和机理的复杂性,展望了乳化油水聚结分离技术的研究方向和发展趋势。     

布液板对重力式油水分离器流动与分离特性的影响

为提高重力式油水分离器的分离效率,从改善设备内流场的角度出发,对布液板进行了数值模拟,并研究分析了其孔径和开孔率对轴向速率相对标准偏差的影响,对无布液板、单布液板和双布液板3种结构情况进行了试验研究。结果表明：布液板的加入能有效地消除返混,提高流场分布均匀性。当开孔率20%~25%,孔径8 mm时稳流效果最好。单布液板相对于无布液板结构能显著提高分离效率,但当处理量增大时,其处理能力不稳定,而双布液板结构在处理量较大时仍保持较稳定的处理能力。     

水平圆管内油水两相旋流分隔性能分析与评价

油水分离后的测量技术广泛应用于石油开发、污水处理及化学工程等领域.如何实现快速高效的油水分隔,是精密测量领域的关键技术之一.目前,油水分隔器的结构形式较为多样,有必要开展不同分隔器的性能对比和评价研究.采用粒子成像测速技术、分隔性能实验及数值模拟等方法,对三种不同结构水力旋流器的分隔性能进行对比分析,形成了一种用于水平...     

油水两相流流型混沌吸引子形态特性

基于在垂直上升管中采集到的61组油水两相流电导波动信号,通过在混沌吸引子域中放置参考截面方法,考察了混沌吸引子形态特征量与油水两相流流型转变之间的关系,发现水包油流型在3阶及4阶吸引子矩特征量平面上分布相对稳定,而过渡流型在3阶吸引子矩特征量平面上呈不规则剧烈变化,在4阶吸引子矩特征量平面上呈线性变化。研究结果表明,油水两相流混沌吸引子形态特征量对流型转化敏感,有助于理解油水两相流流型转化的非线性动力学机制。     

油水强化分离技术

油水混合物广泛存在于各类工业过程中,其体系性质、强化分离技术一直是化工分离领域研究的重要课题之一。以沉降、旋流、电聚结等常规物理分离技术配合化学药剂破乳的传统分离方法,存在分离效率低、二次污染等问题,近年来以多物理场耦合、新型分离材料等为代表的强化分离技术的发展受到广泛关注。本文以石油工业中大体量的油包水型原油乳状液和水包油型含油污水乳状液的分离为对象,阐述了油水混合物的形成、体系分类及其基本理化性质,通过分析微观界面膜指出打破乳状液的稳定性是强化分离的关键,并从常规分离技术、外场强化、分离材料、耦合强化等方面系统介绍了各类分离技术及其特点,最后对油水强化分离技术的研究和发展方向进行了展望。     

管道内油水两相流动研究进展

综述了国内外有关圆管中油水两相流动过程中的流型、相转换的研究现状,并重点介绍了油水垂直两相流中液滴粒径及分布、持液率、压力降计算等方面的研究成果。同时分析了研究中所存在的问题并指出了今后的研究方向,为进一步开展油水两相流研究提供相关参考。     

多进口旋流器流场特征及分离性能

为了改善单进口旋流器稳定性差、分级效率低等问题,本文提出了多进口旋流器结构。通过数值模拟方法,在恒定入料工况下,对比分析了单、二、三、四进口旋流器的流场特征和分离性能。研究结果表明：增加旋流器进口数量,会对旋流器流场和分离性能产生积极影响,有利于旋流流场径向压力的增大,且进口数量为偶数时,流场径向静压力增强效果更好;旋流器柱段区域流场切向速度增大,有利于强化旋流器分离能力。同时使用Mixture耦合RSM模型预测了离散相CaCO₃颗粒的分离效率,结果表明多进口旋流器可以在低速度入口条件下完成离散相的高精度分离。入料速度为3m/s的工况条件下,多进口旋流器分离50μm、57.5μm颗粒的底流分配率较单进口旋流器分别提升了10.60%、5.59%,对抑制旋流器溢流产品错配率和提高分级精度有积极的影响。因此,增加旋流器进口数量,可以有效提升旋流分级效率和分离精度。     

倾斜油水两相流复杂网络社团结构探寻

提出一种基于延迟嵌入和模块度的复杂网络构建方法,并利用倾斜油水两相流电导波动信号构建了流型复杂网络。基于数据场理论的社团探寻算法对该网络的社团结构进行了分析,发现该网络存在分别对应于D O/W PS流型, D O/W CT流型和过渡流型的3个社团。基于复杂网络理论从全新的角度探讨了两相流流型辨识问题,并指出复杂网络是非线性时间序列分析的一个有效工具。     

稠油-水二相水平管流表观粘度的实验研究

以渤海稠油和水为工质进行尝试实验,作出了水平不锈钢实验回路(内径为25.7 mm,长为52 m)内稠油-水二相管流的流型图,并对管流的表观粘度及影响因素进行了实验研究。着重归纳了含水体积分数、温度等因素对二相管流表观粘度的影响规律,并对比分析了与旋转粘度仪测得粘度值的差异,研究结论对油田现场的油水混输管线的设计与安全运行具有较好的指导意义。     

旋转流管式微滤膜的流场探测及分离性能研究

利用水力旋流器原理采用切向进料使膜器环隙产生旋转流,为探明旋转流场的特征,应用PIV(粒子图像测速技术)测试系统进行了实测,结果表明环隙中存在起强化过滤作用的类Taylor涡。在此基础上对旋转流场进行了过滤分离实验,以探讨旋转流场中的进料方式、悬浮液质量分数和操作压力对过滤的影响。研究发现由于存在旋转流和二次涡流的剪切强化作用使得在相同工况下旋转流过滤的稳定通量达到普通轴向流的4—10倍,这表明旋转流过滤是一种有效的膜过滤强化方法之一,由此为进一步探讨旋转流膜过滤强化机理,减少浓差极化和膜污染提供实验依据。