液滴撞击丝网渗漏影响因素及临界准则

捕沫器等化工气液分离设备中,液滴撞击丝网速度超过临界值,部分液体穿透多孔丝网形成子液滴、发生渗漏,将严重影响下游生产的性能与安全。通过可视化实验测量不同丝网表面液滴临界渗漏速度,讨论倾斜角度、丝网结构参数、液滴直径及表面浸润性等因素对临界渗漏速度的影响。液滴渗漏是法向动压力联合水锤压力克服网孔毛细压力的结果。法向动压力是动压力分量,与丝网倾角相关。液滴撞击丝网极短的瞬间,液体受到压缩,产生的水锤压力与液滴投影下的网孔数存在定量关系。毛细压力与气液界面在网孔间的位置及接触角相关。水锤压力及毛细压力均受丝网结构参数影响。通过网孔间气液界面受力分析,有机地整合渗漏影响因素,得到了渗漏临界量纲1准则。该准则与实验结果高度吻合,可为气液分离器设计提供参考。     

液滴撞击丝网渗漏影响因素及临界准则

捕沫器等化工气液分离设备中,液滴撞击丝网速度超过临界值,部分液体穿透多孔丝网形成子液滴、发生渗漏,将严重影响下游生产的性能与安全。通过可视化实验测量不同丝网表面液滴临界渗漏速度,讨论倾斜角度、丝网结构参数、液滴直径及表面浸润性等因素对临界渗漏速度的影响。液滴渗漏是法向动压力联合水锤压力克服网孔毛细压力的结果。法向动压力是动压力分量,与丝网倾角相关。液滴撞击丝网极短的瞬间,液体受到压缩,产生的水锤压力与液滴投影下的网孔数存在定量关系。毛细压力与气液界面在网孔间的位置及接触角相关。水锤压力及毛细压力均受丝网结构参数影响。通过网孔间气液界面受力分析,有机地整合渗漏影响因素,得到了渗漏临界量纲1准则。该准则与实验结果高度吻合,可为气液分离器设计提供参考。     

丝网分离器的操作弹性研究

由丝网性能可知,丝网分离器的操作下限由液滴分离效率要求决定,操作上限由丝网的泛点气速决定。文中分析了丝网分离机理,在此基础上提出了气体速度、丝网结构参数与液滴分离效率之间的关联式,根据液滴分离效率确定丝网分离器的操作下限;丝网分离器的操作上限由丝网液泛速度决定。根据确定的上下限气速,可在此范围内选定设计气速用于确定丝网分离器的尺寸。     

液-气分离器的设计

立式液-气分离器一般被用来初级分离蒸汽中的液体粒子,当含有大量极微小的液体粒子时,可以设二级分离装量。这种分离是靠提供一个装置(如容器等)来完成的。在容器内液体粒子是直接由于重力,而不是由于流动的气体作用而达到分离的。     

气井压后排液中分离器的应用与改进初探

试油气技术是分公司主体技术之一,压后排液是试油气工艺技术重要组成部分。随着大庆油田深井勘探开发的深入展开,天然气井压后排液技术应用越来越多,为了经济有效地进行分离天然气、压裂液及油层水等工艺作业,准确测量日产气量,正确选择分离器的结构型式是非常重要的。当前常规压后排液工艺中常用到的分离器是重力式分离器,其作用原理是根据多种流体的物理性质不同,利用重力等来分离液体。由于气体和液体具有不同的密度,重力使得气体首先被分离到分离器顶部,较重的液体沉降到分离器的底部,较轻的液体上升到分离器的中部,然后再通过破乳等手段进行进一步分离。常规重力沉降式分离器处理液量大,但普遍比较笨重,且分离效果不完全,进入测气管线的气体携带部分液体,对测量天然气气产量造成一定影响,可以通过多种手段降低流体混合物进入分离器时的紊流状态,提高气液分离速度,改进高性能内件,最终缩小分离器体积并提高分离效果。本文仅就天然气井的压后排液中多相分离器的应用及改进作初步讨论。     

怎样确定气液分离器的尺寸

<正> 本文介绍从气体介质中分离夹带液体的立式和卧式分离器的实用设计程序。立式气液分离器主要用于从气体中分离出液体使液体颗粒按重力而不是按气体推力的方向运动。许用气速方握式由于液体顺粒与其周围气体之间相互运动而施加于液     

同心圈式超重力旋转床液泛模型

同心圈式超重力旋转床是一种新型超重力旋转床。液泛是超重力旋转床流体力学的重要特征。同心圈式超重力旋转床液体分布器和转子内缘之间的环形空间内的液滴被气体夹带,液滴受到离心力和气体曳力的作用,通过建立微分方程可获得液滴径向速度为零时的液滴运动径向距离。当该径向距离小于环形空间的径向距离,此时产生雾沫夹带液泛。由此建立同心圈式超重力旋转床雾沫夹带液泛模型。实验以空气和水为物系,测定了转子直径为1000 mm、高度为100 mm的同心圈式超重力旋转床在不同转速和表观液速下气体进口和出口之间的气相压降随表观气速的变化。气相压降随表观气速的增大先缓慢增大后快速增大。用表观气速对气相压降求导和目测旋转床中心气体出口处出现大量液体被气体夹带来确定液泛点气速。通过液泛点气速求得雾沫夹带液泛模型的系数k,并对该系数k进行关联。该雾沫夹带液泛模型的计算值和实验值吻合很好,平均偏差为3.1%。该模型优于Sherwood液泛模型,对同心圈式超重力旋转床的工业应用提供了必要的设计依据。     

天然气净化用旋风分离器气液分离性能

为了系统评价天然气净化用旋风分离器在含液量低时的气液分离性能,利用滤膜采样称重法和Welas在线测量法测量了旋风分离器在入口气速8～24 m·s^-1、入口液体浓度0.1～2 g·m^-3时的分离效率和粒径分布;对比了相同入口浓度下旋风分离器气液分离性能和气固分离性能的异同。实验结果表明,在入口气速为8～24 m·s^-1、入口液体浓度为0.1～2 g·m^-3时,旋风分离器的气液分离效率随着入口气速和入口液体浓度的增加而增大,而出口粒径分布范围变化很小;与气固分离相比,在相同的入口气速和入口浓度下,旋风分离器的气液分离效率要高2%～6%;另外,气液分离时出口液滴粒径不大于4 μm,而气固分离时出口有大于10 μm固体颗粒存在。     

New VST塔板空间液体的停留时间

研究了新型垂直筛板塔(New VST)单罩操作时塔板空间液体的停留时间问题.根据气、液两相在塔板空间的流动状态和产生液滴的大小以及液滴在塔板空间的受力状况,对分布在塔板空间的液滴的停留时间进行研究,得出了不同尺寸液滴在塔板空间停留时间分布的数学模型.利用模型可以对塔板空间不同粒径液滴的停留时间或者空间全部液体的停留时间进行估算,为研究塔板空间的气、液传质机理奠定了基础.     

液滴滴浸微通道入口段的动力学特性分析

采用流体体积(Volume of Fluid, VOF)函数捕捉气液相界面,研究液滴滴浸微通道入口段的运动,通过改变微通道入口段的截面宽度、润湿特性及液滴雷诺数(Re)和韦伯数(We)研究滴浸过程的动力学特性。结果表明,微通道入口段的截面宽度对液滴浸入微通道时的撞击过程影响最明显,随截面宽度减小,液滴撞击通道入口后通过微通道的难度增加,整个过程液滴所受阻力逐渐增大;当微通道截面宽度减至0.2 mm时,壁面润湿性效应凸显,表现为壁面静态接触角越大,液滴滴浸微通道时所受的阻力也越大。表面接触角较大时,为使液体通过微通道入口段,可适当增大液滴的Re,液体在通道内的浸润长度随Re增加成比例增大,当Re增至4000时,通道内开始出现射流现象。We减小,表面张力效应变得明显,通道内的流动阻力变大,液体流过微通道入口段的难度增大。     

将液滴从尾气中分离出来的方法

在从三胺反应气中分离出三聚氰胺后，用至少二个分离器将熔融尿素液滴（或尿素及其分解产物混合熔融液液滴）从尾气中分离出来。该工艺技术的特点是，向停下备用的气液分离器内加入熔融尿素或尿素和其热分解产物的熔融混合物，同时采取措施迫使熔融液在气液分离器内流动，除去分离器内不需要的三聚氰胺（异）氰尿酸盐。     

天然气聚结过滤器气液分离性能的实验研究

为了系统地评价天然气聚结过滤器的气液分离性能,采用两种加入液滴方式,获得较大范围的液滴粒径分布,液滴中位粒径分别为8.7、40.0μm,在流量为94~220m3/h范围内进行实验研究,并通过Winner318B激光粒度仪对出口粒径进行在线测量。实验结果表明:压降会随加液时间发生变化,液滴粒径对分离效率的影响显著;当流量为94~182m3/h、入口液体浓度为30~75g/m3时,气液分离效率随着气体流量和入口液体浓度的增加而增大,当流量超过220m3/h时,分离效率迅速降低;分离器出口处粒径大于8μm的液滴基本除尽。     

喷雾冷却中液滴撞击带气泡液膜的数值模拟

在喷雾冷却过程的核态沸腾区,液滴与液膜及液膜内气泡的撞击对过程传热有重要影响。本文建立以水为冷却工质的单液滴撞击带气泡液膜的二维数值模型,模拟研究过程现象和传热规律。结果表明,We为6.94、量纲为1的液膜厚度为0.5（对应液滴速度0.5m/s、液膜厚度1mm）时,撞击过程中液膜扰动不显著、运动形态近似波纹;当We增大到111.11（对应液滴速度2m/s）时,撞击过程中液滴与液膜接合处的表压达到6000Pa,成为颈部射流现象的推动力,并逐步发展形成冠状水花;撞击过程中气泡的存在会阻碍液滴与加热表面的直接接触,但随着气泡的破裂,液滴与加热表面直接接触换热,使撞击点附近表面传热系数远大于其他区域,提高了传热能力,且液膜厚度越小、液滴速度越大,表面传热系数峰值越高。研究结果可为喷雾冷却系统的进一步研究提供理论依据。     

错流旋转碟片超重力场中液滴直径的研究

错流碟片旋转超重力场反应器能够有效强化多相间化学反应,在超重力场中流体流动形式复杂,且液体的分布形态严重影响气液接触。通过条件简化采用因次分析方法建立了错流碟片旋转超重力场中液滴直径变化的数学模型,用三维激光多普勒衍射仪测试液滴的体积-表面积平均直径d32和变化规律。由模型分析和实验测试得出,随碟片转速增加液滴直径减小;随输入液体流量增大液滴直径增大;随入口气体流量增加,碟片空间和壳体空间液滴直径都变小。增加碟片间距液滴直径减小,有利于液体的雾化,减少液滴聚并。壳体空间液滴直径大于碟片空间的液滴直径,有不连续液丝和破碎液膜产生。模型计算和实验测试变化趋势基本一致。     

圆筒形分离器的设计

圆筒分离器一般可以分成两类:重力沉降器和碰撞式分离器。在重力沉降器中,当液滴的净重力克服流体的曳力时,液滴即从载体气流中分离出来,至少是净重力必须等于曳力,此时液滴以恒定的端末速度 U_t(即沉降速度)下降。     

凸起微结构对超疏水表面液滴弹跳强化机理的研究

研究表明冷凝液滴在超疏水表面上合并时可以诱发弹跳,而调控液桥撞击壁面的位置能够强化这一过程。今制备了两种构型的超疏水表面(只包涵纳米结构的平壁超疏水表面以及带有三棱柱凸起结构的超疏水表面),从液滴侧部和底部两个方向协同拍摄了液滴在平壁超疏水表面上合并弹跳动态过程;实验测量了液滴弹离壁面的速度并计算了相应的能量转化率,研究了三棱柱的结构参数对液滴弹跳速度的影响。结果表明,超疏水表面上液滴合并诱导弹跳过程可以分为四个阶段:液桥生长、液桥撞击壁面、液滴底面积收缩及液滴弹离壁面;当液滴在三棱柱凸起结构上方合并时,液滴弹离壁面的速度随着三棱柱长度增加而增大(三棱柱高度不变),且存在一个最大值;当三棱柱长度一定时,液滴弹离壁面的速度亦随着三棱柱的高度增加而增大。     

分离液滴用的旋风分离器

旋风分离器可以用来分离气流中的尘粒或液滴,或是分离液流中的固体微粒。虽然在各种情况下,分离都是由离心力的作用以及类似涡流力场的作用,但直到现在,还没有一个旋风分离器的结构,对上述三种目的,都有同样高的效率。物态不同,就要求不同的旋风分离器。在某些情况下,液体混合物的分离比较容易,但在另外的情况下则比固体微粒的分离要难。液滴的分离,常由于在涡流中小的液滴互相碰撞而合并成较大的液滴,这些较大的液滴在离心力的作用下就容易从气流中除去。但有时这些液滴,趋向旋风分离器的壁而形成液体薄膜;所形成的这种液膜,由于旋风分离器     

撞击流内液滴碰撞后续发展行为

为了探索撞击流内液滴碰撞后续发展行为,设计搭建了由激光点光源和高速数码摄像机构成的高速数码摄像系统及气液两相撞击流实验平台。利用高速数码摄像系统记录下同轴对置气液两相撞击流中液滴碰撞导致的融合聚结或二次雾化过程,通过处理记录下的液滴运动过程图像,分析了进口液滴粒径、速度、黏度以及液滴碰撞角度等对撞击流中液滴碰撞结果的影响规律。结果表明：随着进口液滴粒径和速度的无限增大,液滴碰撞后最终发生炸裂;进口液滴黏度越小、表面张力越大、Ohnesorge数越小,液滴碰撞后越容易破碎;在本实验条件下,液滴同轴同向运动发生碰撞时,液滴碰撞后全部聚结,当液滴以一定角度发生斜碰时,碰撞后发生拉伸断裂,而当液滴同轴相向运动发生碰撞时,液滴碰撞后可能发生反射分离也可能炸裂。     

撞击流内液滴碰撞后续发展行为

为了探索撞击流内液滴碰撞后续发展行为,设计搭建了由激光点光源和高速数码摄像机构成的高速数码摄像系统及气液两相撞击流实验平台。利用高速数码摄像系统记录下同轴对置气液两相撞击流中液滴碰撞导致的融合聚结或二次雾化过程,通过处理记录下的液滴运动过程图像,分析了进口液滴粒径、速度、黏度以及液滴碰撞角度等对撞击流中液滴碰撞结果的影响规律。结果表明:随着进口液滴粒径和速度的无限增大,液滴碰撞后最终发生炸裂;进口液滴黏度越小、表面张力越大、Ohnesorge数越小,液滴碰撞后越容易破碎;在本实验条件下,液滴同轴同向运动发生碰撞时,液滴碰撞后全部聚结,当液滴以一定角度发生斜碰时,碰撞后发生拉伸断裂,而当液滴同轴相向运动发生碰撞时,液滴碰撞后可能发生反射分离也可能炸裂。     

应用于MVR热泵系统的气液分离器优化研究

采用经过优化改造后的气液分离器对MVR压缩机进气进行分离实验,结果表明:改造后分离器汽量下降约85%~95%,冷凝水中氯离子含量5mg/L;可以实现分离去除大于5~7μm的颗粒,分离效率达到98.5%以上,使进入压缩机内的蒸汽的液滴夹带最小从而保证压缩机的正常运行和冷凝水回用质量。