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。     

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。     

结构及操作参数对旋流器切向速度场的影响——液-液水力旋流器速度场研究之二

利用多普勒激光测速仪,结合流体力学理论,试验分析了双锥体水力旋流器结构和操作参数对切向速度场的影响。试验分析表明,大锥段和小锥段切向速度分布规律基本相同,均由准自由涡和准强制涡构成,分界面半径ｒｍ没有变化;随着小锥角θ的增加,准自由涡区缩小,准强制涡区扩大,速度梯度增加会加大液滴的乳化程度;随入口流量增加,切向速度增大,经拟合得出大锥段和小锥段的最大切向速度均为入口流量的４９４倍;分流比加大,分界面半径基本不变,最大切向速度增加。指出合理选择小锥角θ,控制操作参数如入口流量Ｑｉ和分流比Ｆ,可得到较好的分离效果。     

液液水力旋流器压力场分布测试研究

设计了压力场测试的实验工艺结构，利用高精度动态压力测量装置，测试出不同操作参数下液液水力旋流器大锥段、小锥段及尾管段的不同径向位置的压力场分布情况。对测得的压力场分布结果进行了分析，得出了旋流器内径向与轴向压力场的分布规律，验证了压力场分布规律的可靠性。同时对所采用测试方法进行分析。     

结构及操作参数对旋流器轴向速度场的影响——液-液水力旋流器速度场研究之四

在研究旋流器轴向速度分布规律的基础上,分析了短路流与循环流的形成原因,试验研究了改变操作参数,即改变入口流量Ｑｉ与分流比Ｆ对轴向速度场的影响。认为短路流与循环流是由旋流器结构决定的,很难完全消除,它们干扰了旋流腔和大锥段的流场,在一定程度上也影响了分离精度。试验结果表明,加大入口流量Ｑｉ与分流比Ｆ,并将其控制在一定范围内,便可提高分离效率。这项研究对水力旋流器分离机理的认识与实际应用均有重要意义     

结构及操作参数对旋流器轴向速度场的影响--液-液水力旋流器速度场研究之四

在研究旋流器轴向速度分布规律的基础上,分析了短路流与循环流的形成原因,试验研究了改变操作参数,即改变入口流量Qi与分流比F对轴向速度场的影响.认为短路流与循环流是由旋流器结构决定的,很难完全消除,它们干扰了旋流腔和大锥段的流场,在一定程度上也影响了分离精度.试验结果表明,加大入口流量Qi与分流比F, 并将其控制在一定范围内,便可提高分离效率.这项研究对水力旋流器分离机理的认识与实际应用均有重要意义.     

静态水力旋流器压力场分布测试研究

介绍了静态水力旋流器压力场的理论分布规律,研究了旋流器内部受到离心力、径向作用力及切应力的情况.同时设计了压力场测试的实验工艺结构,利用高精度动态压力测量装置,测试出不同操作参数下静态水力旋流器旋流腔、大锥段、小锥段及尾管等不同轴向位置的压力场分布情况.对测得的压力场分布结果进行了分析,验证了压力场分布规律的可靠性.     

结构及操作参数对旋流器轴向速度场的影响

在研究旋流器轴向速度分布规律的的基础上,分析了短路流与循环流的形成原因,试验研究了改变操作参数,即发迹入口流量Ｑｉ与分流比Ｆ对轴向速度场的影响。认为短路流与循环流是由旋流器结构决定的,很难完全消除,它们干扰了旋流腔和大锥段的流场,在一定程度上也影响了分离精度。试验结果加大入口流量Ｑｉ与分流比Ｆ,并将其控制在一定范围内,便于提高分离效率。这项研究对水力旋流器分离机理的认识与实际应用均有重要意义。     

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。     

油水分离水力旋流器内流场试验研究

论述了油水分离水力旋流器的结构及性能。采用先进的二维激光多普勒测速仪（ＬＤＶ）定量测试了两种不同结构模型的内流场。根据油水分离水力旋流器的结构和内流场特点，将流场分为造旋区、分离区和稳定区等三个区。在造旋区内，流体携带的能量主要转化为旋流加速；分离区是油水分离的主要区段，一般为锥形结构，以补偿动量矩的消耗，维持较高的旋流速度；稳定区则是为了稳定造旋区和分离区的流动，在稳定区底流口应避免产生回流。     

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     

导叶式液-液旋流器内流场分布特性研究

为了探寻导叶式液-液旋流器内部流场的流动规律,针对旋流器内部流场的分布特性,借助激光多普勒测速技术(LDV)对其柱锥段内部流场进行了测试分析,发现导叶式液-液旋流器内切向速度存在"双峰"分布,轴向速度存在轴向零速过渡区(WZVV);流量的增大增加了切向速度和轴向速度值,但对无量纲速度无影响。对测试数据的分析可知,导叶式液-液旋流器内切向速度准自由涡参数n与轴向位置z和径向位置r有关,在主分离区域内n值为0.30~0.56;WZVV内临界面为圆柱形面,外临界面是一个柱锥联合面,WZVV的锥角为3,°略大于水力旋流器锥段部分的半锥角。     

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。     

静态水力旋流器与动态水力旋流器的现场比较

本文评价了三种市场上供应的液/液力旋流器(LLHC)在油田的使用,并且全面地分析了两种静态水力旋流器与一种动态或旋转水力旋流器分离油能力的决定因素。     

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。     

静态水力旋流器与动态水力旋流器的现场比较

本文评价了三种市场供应的液－液水力旋流器（LLHC）在油田上的使用。在工作条件的全范围分析了两种静态水力旋流器和一种动态或旋转水力旋流器分离油能力的固定因素。如：工作压力、流量、排出比率和旋转速度对最佳分离油效率的试验研究，油滴大小分布关键参数的评价和影响性能的决定因素。     

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。     

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。