宽域水力旋流器液—固分离性能研究

提出一种可同时分离重质和轻质固体颗粒物的液—固旋流器。针对不同密度的颗粒,进行了分离效率、流速、分流比之间关系的实验研究;确定了此水力旋流器的最佳工况参数,并根据此数据得出分离效率与各个主要工况参数的函数关系。研究结果表明,对于重质颗粒,当流量为25m~3/h,分流比为6%时分离效率最高;对于轻质颗粒,流量25m~3/h,分流比为8%时分离效率最佳。并在此基础上对旋流分离器的现场应用提出建议。     

简体结构对轴流式气液旋流器分离性能的影响

试验研究了不同简体结构的轴流式气液旋流器的分离效率和阻力损失性能,试验研究表明,在流速相对较低时,管锥式旋流器的分离效率要高于管柱式,而在流速较高时,管柱式旋流器的分离效率要高于管锥式。对于一定的处理量（即流速一定）,管锥式旋流器的压降损失要低于管柱式。     

钻井液固液分离旋流器壁面磨损特性

针对石油钻井过程中,由于钻井液中泥沙等固体颗粒产生的冲蚀磨损导致的旋流器失效问题,采用CFD-DPM模型开展以非牛顿流体为钻井液时旋流器冲蚀磨损研究,探讨不同流速、稠度系数、流动性指数、含砂体积比和入口倾角对旋流器内壁冲蚀磨损的影响。结果表明：旋流器内壁磨损呈螺旋状,锥段处磨损率随着半径的减小而增大,底流口处是受损最为严重的部位;在流速5～15 m/s、含砂体积比1%～9%时旋流器的最大冲蚀率随着流速增大呈指数型增长,冲蚀面积明显扩张;低流速下含砂体积比对最大冲蚀率影响较弱,而高流速下最大冲蚀率与含砂体积比呈正相关;入口倾角的增大同时增大了向下的轴向速度,使得颗粒能更快地到达底流口减小了与壁面的接触,其冲蚀率呈线性减小;最大冲蚀率随稠度系数的增大整体呈现平缓下降的趋势,随着流动性指数的增大而急速下降,流动性指数对冲蚀破坏的影响相比稠度系数更剧烈一些。     

筒体结构对轴流式气液旋流器分离性能的影响

试验研究了不同筒体结构的轴流式气液旋流器的分离效率和阻力损失性能,试验研究表明,在流速相对较低时,管锥式旋流器的分离效率要高于管柱式,而在流速较高时,管柱式旋流器的分离效率要高于管锥式.对于一定的处理量(即流速一定),管锥式旋流器的压降损失要低于管柱式.     

锥角对固-液水力旋流器流场及其分离性能的影响

采用激光粒子图像测速系统(PIV)和计算流体动力学(CFD)的数值方法研究了固液水力旋流器的锥角变化对旋流器内轴向速度场、切向速度场分布以及旋流器分离效率的影响.模拟结果表明,锥角的减小对小颗粒固体的分离有促进作用,但过小的锥角却会使锥段内的涡流强度增加,降低分离效率,针对不同的柱段结构参数,应具有最佳锥角.模拟结果为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考.     

内嵌小锥结构固液分离旋流器磨蚀的数值模拟

为提高旋流器耐磨性能,延长旋流器使用寿命,提出了一种新型旋流分离器。基于CFD,应用ANSYS软件中RSM模型和DPM模型,对其壁面磨损及内嵌小锥磨损进行模拟研究,并和普通旋流器做了对比分析。模拟结果表明:对于内嵌小锥结构固液分离旋流器,由于内嵌小锥的设计,不仅磨损程度大幅度降低,磨损范围也明显减小,体现出内嵌小锥结构固液分离旋流器具有重要的工程实用价值。     

涡流探测管结构对液-液旋流器分离性能的影响

介绍了三种溢流口结构，试验测定了有涡流探测管和无涡流探测管除油水力旋流器的粒级效率。试验研究发现，有涡流探测管的旋流器对不稳定乳液的分离效率高于无涡流探测管时的分离效率。主要探索溢流口结构对旋流器分离性能的影响。     

采出液黏度对三相分离旋流器性能的影响

三相分离旋流器是一种用于油田三元采出液气液固三相分离的新型旋流器。基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent,采用雷诺应力模型(Reynolds stress model,RSM),开展不同采出液混合液相黏度变化对气液固三相分离旋流器速度场、压力特性和脱气除砂效果影响的数值模拟对比分析。研究结果表明:在黏度不大于6.42 m Pa·s时,旋流器受黏度增大的影响,切向速度幅值成降低趋势,切向速度均值降低12.4%,整体上,在研究范围内,该结构旋流器速度场受黏度变化影响相对较小;在黏度不大于6.42 m Pa·s时,旋流器脱气效率和除砂效率均高于80%,旋流器脱气效率最高可达95.97%、对应除砂效率95.19%;研究范围内,混合液黏度变化对旋流器压力降影响较大。随着黏度增加,旋流器溢流压力降逐渐减小、底流压力降逐渐增加。根据相似参数准则,制作了旋流器试验样机,并开展了现场采出液室内试验。模拟与试验结果吻合良好,从而验证了模拟计算结果的可靠性。研究可对适合高黏度介质分离三相分离旋流器的设计提供参考。     

汽车气液混合减振器的性能计算

为准确计算某型气液混合减振器力学特性,建立了气液混合减振器的数学模型,得到了该型减振器的速度特性与示功特性,计算结果表明气液混合减振器可适应高频振动,具有良好的阻尼特性,高频吸振能力不变差.适合高性能车辆悬架使用.     

固-液水力旋流器的人工神经网络模拟

文中用改进的BP人工神经网络(ANN)方法,建立了固-液旋流分离器的网络模型,实现了根据处理物性参数和分离要求进行固-液水力旋流器结构与操作工艺参数的全面设计,弥补了以往数学模型方法的某些不足,为固-液水力旋流器结构参数和操作工艺参数的优化提出了一种有效而简单的新方法。     

背压对脱水除油一体式液液分离旋流器流场及分离性能影响的研究

应用FLUENT流体动力分析软件,对脱水除油一体式液液分离旋流器进行了数值模拟,分析了底流背压、溢流背压对旋流器速度分布、流量分率及分离效率的影响。结果表明,底流背压和溢流背压对旋流器流量分率的影响可归结为压降比的影响;底流背压和溢流背压对旋流器分离效率的影响可归结为底流分率的影响;牛顿效率比传统的除油效率和脱水效率更能全面地表征旋流器油水分离的性能。随着底流分率的增大,牛顿效率先升高再降低,存在一个最佳操作点。研究结果及新的表征方法对旋流器的研究和实际应用具有指导意义。     

液液分离水力旋流器流场激光测试研究

在不同流量和分流比的多个工况下应用LDV／APV可适性激光多普勒测速仪，对35mm液液分离水力旋流器模型各锥段的不同截面进行了流场测量。实验结果表明，由于旋流介质的切向冲刷作用，大锥管段的测试效果比较好；随流量或分流比的增大，旋流分离能力均增强，旋流器中心的空气芯增粗；越往尾管段，空气芯脉动逐渐增强；在每条测量半径上，空气芯边缘和旋流器器壁附近，湍流度较大，半径中央区域内分布平缓。     

气—固—液混凝土喷射机喷头结构的力学性能分析

阐述气－固－液混凝土喷射机的结构,计算气－固－液流体的密度和质量流率,研究混合流体的动力学方程,讨论喷头结构对喷射性能的影响,最后介绍混凝土喷射机在建筑基坑边坡支护工程及喷锚网等的应用。     

NC-TP叶片式分离元件对气液分离性能的影响

针对恶劣工况下气液分离过程中易出现的堵塞、液沫夹带等问题,开发新型的NC-TP型分离叶片,采用数值模拟方法对改进叶片进行数值模拟,研究主体流速、液滴粒径对NC-TP叶片的分离性能的影响,并与未加开槽的TP叶片分离性能进行了对比。结果表明,采用NC-TP叶片结构,增加了液滴碰撞机会;加速促进小液滴聚结成大液滴,并将液体引流至集液区,可提高分离效率。NC-TP分离元件的最高分离效率与TP叶片分离元件相比略有提高,在最差工况下的效率可提高8%,确保了设备的操作空间,更适应于变工况条件。新型NC-TP型分离叶片经项目实际应用,满足现场分离效率和压降要求,且解决了现场分离性能不达标,致使分离器后的过滤设备滤芯频繁更换的问题,改造后,分离器现场运行安全稳定,性能可靠。     

气—液阻尼缸的设计与计算

采用气──液阻尼缸综合应用了气动、液压传动两者的优点,因而能取得比较满意的效果。 气──液阻尼缸(以下简称阻尼缸)是一种双作用双活塞两缸串联的油气联动装置。油缸不用油泵供油,而只是被气缸带动起阻尼作用,油液通过节流以达到调速、稳定运动和缓冲作用。其工作原理见图一。     

磁力旋流器分离性能试验研究

目前常采用磁种混凝工艺处理污水,常用设备有高梯度磁选机,但高梯度磁选机回收磁种子存在投资大、能耗高、操作弹性小、回收率低等一系列问题。采用磁力旋流器进行絮体中磁种子的回收作业,具有操作简单,回收率高,处理量大的优点。本文研究了进料压力、底流口直径、磁场位置、磁场强度对磁力旋流器分离效果的影响规律。结果表明,磁力旋流器较普通旋流器磁种子回收率显著提高,适当增大电流强度、增大底流口直径、增大进料压力、选取磁场最佳位置均可以提高磁种子回收率,但过大会使磁种子回收率下降。研究成果实现了磁混凝污水处理工艺中磁种子的低成本回收,具有广阔的市场应用前景。     

油水分离旋流器性能评价研究

提出以分离性能和处理单位体积油水混合物能耗衡量旋流器性能的优劣。归纳出5种衡量旋流器分离性能的指标，在分析了影响分离性能的各种因素后认为，分散相粒径是影响分离性能的最重要因素。提出了唯一正确的旋流器评价方法。     

油水分离旋流器分离性能的数值模拟分析

以某一特定结构的旋流器作为研究对象,采用mixture混合模型、symmetric曳力模型及RSM雷诺应力模型等,通过数值模拟的手段分析操作参数、物性参数与分离效率之间的关系。其中,最佳溢流比为0.14;最高分离效率为96.85%;由于受剪切力的影响而出现变形、破碎及再碰撞聚结的影响,粒径为1 mm时,分离效率最高。     

液-液分离水力旋流器入口流道的加工技术

入口结构是影响液－液分离水力旋流器性能的一个主要因素。文章分析了圆弧曲线流道入口的结构特点，设计了在普通铣床上加工流道入口的夹具，介绍了相应的加工工艺。