井下螺旋分离器内气液两相流场的数值模拟

根据井下螺旋分离器中气液流场的分散、流动状态以及力学特征,选取颗粒轨道模型作为气液两相流计算模型,运用流体力学软件FLUENT对不同螺旋结构下的气液两相流场进行数值模拟及可视化处理与分析。结果表明,分离器螺旋圈数越多,颗粒越易分离;螺旋结构相同时,颗粒直径越大越易分离,并确定了螺旋分离器的最佳螺旋结构。     

离心式气液分离器主要结构参数分析

在用于高密度、高粘度气侵钻井液的除气分离系统中,离心式气液分离器作为第二级分离器,其结构对分离性能有很大影响。为了提高离心式气液分离器的分离效率,需对其结构参数作进一步分析。按照正交试验方法,运用CFD商业软件对离心式气液分离器内流场进行了全三维数值模拟;分析了25个典型工况下每种模型内部气液两相流的运动情况和分布状况,得到了所有工况条件下分离器的分离效率;探讨了分离器主要结构参数对分离器分离效率的影响,提出了基于数值模拟基础上的理想分离器模型。     

叶片式气液分离器的数值模拟研究

利用计算流体力学方法对叶片式气液分离器内的流场进行数值模拟研究,主要研究气相速度以及旋流叶片的倾角对气液分离器压降以及液滴脱除效果的影响。结果表明:气液分离器压降与气相进口速度的平方呈正比;大直径液滴在气液分离器内呈现“V”型分布,且气相速度以及旋流叶片角度对其影响显著,除雾效果高;小直径液滴在气液分离器内呈现较为均匀的分布,相较于气相速度,旋流叶片角度(15°)更能显著影响其脱除效率。     

气液分离器的模拟实验

对气液分离器模拟实验技术进行了研究 ,其核心是分离效率的准确测量和实验过程中雾滴粒度及浓度的控制。采用稀盐水 -空气作为实验介质 ,通过测定进出口盐水中Cl- 浓度的变化计算蒸发率 ,进而得到分离效率。该分离效率的测量结果不受空气湿度和温度的影响 ,误差小于 0 5 %。考察了双流道喷嘴雾化粒径的影响因素 ,并提出了雾滴粒度及浓度的控制方法 ,并探讨了雾滴浓度及粒径对分离效率的影响     

水平管内气液两相流中气泡滑移速度的数值模拟

基于多相流Euler模型,采用Fluent软件对水平管道内的气液两相流进行数值模拟,在水和气体初始速度相同的情况下,考察气泡直径、气泡体积分数和流体流速对气泡滑移速度的影响。模拟结果表明,气泡直径、气泡体积分数和流体流速对气泡滑移速度都有影响,其中流体流速的影响较大;在气泡直径小于等于0.10 mm,或气泡体积分数大于等于10%,或流体流速大于等于0.10 m/s时,对气泡滑移速度的影响可忽略;与水和气泡的速度相比,气泡滑移速度很小,可忽略不计。     

柱状气液分离器分离效果的数值模拟分析

为了降低海管输送压力,减轻FPSO终端生产水处理负担,在采油平台新增一套油气水处理流程,流程中的气液分离器采用GLCC+立式分离器的设计。为探究处理量及液位控制等因素对其分离效果的影响,建立了新增系统中气液分离器的三维模型。借助ANSYS FLUENT的Mixture多相流模型对分离器内流场进行数值模拟,分析了在不同处理量工况下和液位控制对分离效率的影响。研究结果表明:将分离器液位控制在80～100 cm,可以保证在平台采取各种增产措施的处理量工况下,液相出口的含气体积分数在2%以下,避免对下游油水分离设备产生影响,同时,气相出口携液体积分数控制在5%左右,含油体积分数在0. 5%以下;分离器气相出口气体的洁净度未达到气浮选装置气源气的要求。研究结果可为海上采油平台油气水处理设备的选型、设计及工作参数的优化提供参考。     

柱菜气液旋流分离器中两相流的水动力学

本文提出了提出关于柱气液旋流（ＧＬＣＣ）分离器的新的实验数据和一个完善的机械模型，这些数据是通过使用实验室规格３“内径的柱菜气液旋流分离器的得到的，这些实验数据和有限的现场数据一起被提出，这些数据包括柱菜气液旋流分离器的流动特征和运行机壳的几个参数的测量。这个运行机的使用限制条件是不携带流体或夹带气体，这个开发的模型能预测柱菜气液旋流分离器中的水动力流动的一些特征。包括运行机壳、平衡液面、涡流型、     

斜板式气液分离器的内流场CFD模拟

基于计算流体动力学(CFD),应用ANSYS-CFX软件,采用RNGk-ε模型,对卧式分离器和斜板式气液分离器内部流场进行数值模拟计算,得到了两种分离器内部流场速度矢量分布规律和气体浓度分布规律,发现斜板式气液分离器比卧式分离器分离效率有很大提高。同时分析比较了流场模拟结果,发现分离器的上筒尾部、出气管、连通管,集液筒这四处存在涡流。     

新型轴流式气液分离器的模拟研究

海洋石油工业特别是天然气业的快速发展对气液分离技术提出了紧凑、高效、低耗的新要求,但目前的紧凑式气液分离器大多存在压降过大或结构复杂、运动部件易出故障等问题。本文提出了一种新型轴流式旋流分离器,对其气相流场特征进行了模拟研究。结果表明,在分离区设置挡筒使分离区径向压力梯度减小、轴向压力梯度增大,同时能够消除逆向流动、阻止气体出口处的漩涡反向扩散、增强流体旋转强度,有利于气液分离。对比不同模型和网格的计算结果发现,误差在允许范围之内,可知本文的模拟方法与结果是可靠的,在分离器内设置挡筒是合理的,值得深入研究。     

柱状气液分离器入口结构数值模拟及试验研究

入口结构决定着进入柱状气液旋流分离器的气-液分布及初始切向入口速度大小。对4种入口结构形式的柱状气液旋流分离器(GLCC)的分离性能进行了数值模拟和试验研究,并将模拟结果与试验结果进行对比。模拟时考虑了入口结构形式、气体体积分数和压力降对GLCC分离性能的影响。分析结果表明,入口结构对GLCC内部气液分布具有决定性作用,具有明显压力梯度的入口结构有助于改善旋流腔内气液分布;渐缩截面型入口有助于GLCC内部形成0速度分界面,0速度分界面的形成有利于降低GLCC溢流口的气体含液量,减少短路流,提高GLCC的综合分离性能。     

离心泵气液两相流数值分析

为了研究离心泵气液两相流对于该泵扬程和效率的的影响,首先采用CFD中的Fluent6.3进行单相流数值模拟与试验结果对比,说明了数值模拟的可靠性;然后采用Mixture模型计算出在设计工况下,不同气相浓度、不同气相颗粒直径在内部流场的液相分布情况,模拟结果表明:增大气相浓浓度和气相颗粒直径都会导致扬程、效率下降,且增大气相浓度对扬程、效率的下降特别显著;     

混输圆盘泵内气液两相流的数值模拟

为了提高混输圆盘泵的水力特性,在原有圆盘泵叶轮的基础上进行了结构改进,并对改进后的圆盘泵进行数值模拟分析,得到其内部流体的压力、速度变化规律和气相浓度的分布情况,以及不同气相体积分数与泵扬程和效率的关系曲线。利用Pro/E软件建立叶轮的几何模型,计算采用分离、隐式方法,压力-速度耦合方法采用Simple算法。结果表明,流体在从泵进口到出口流动的过程中,压力持续上升,最高压力出现在蜗壳螺旋段与扩散段结合处的外壁面处;在气液两相流动中,液相主要集中在叶片工作面,相应的气相主要集中在叶片背面。     

加热炉出口管线内气液流场的数值模拟研究

采用欧拉-欧拉模型对加氢精制装置加热炉出口管段内的气-液两相流进行了三维CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟,重点研究了现有管线结构下气-液两相的浓度场及速度场分布并提出了管线布置优化方案。研究结果表明：现有管线布置方案由于气、液惯性力不同,两相流体经过多个弯头在三维空间连续改变流动方向,在管线中形成了螺旋流动;通过对布置方案进行优化,部分消除了沿径向旋转的驱动力,减少了螺旋流。研究结果可为加热炉出口管线布置方案优化提供指导。     

气液两相流在油气弯管处冲刷腐蚀的数值模拟

为了定量描述输油管道弯管处由于流体方向改变引起的流体速度改变和压力波动的动态行为,以及管道内部的冲蚀磨损规律,利用Fluent软件建立了90°弯管冲蚀模型。针对不同的入口流速工况,对弯头内部压力和速度场进行了数值模拟,分析了流体在弯管段的流动和冲蚀规律。分析结果表明,流体在经过弯管段时,对管壁外侧压力先增大后减小,并在该侧取得最大值;弯管处流体流速和管壁压力变化剧烈,该区域管壁冲刷腐蚀最为严重;弯头使流体流场更加复杂,增大了气泡溃灭的概率和弯管腐蚀速率;随着流体速度增大,管壁压力会增大,管壁冲刷腐蚀速率也随着流速增大而增大,实际应用中应选择合理的流速。     

高含水采出液T形管分离器的流场数值模拟

传统的油田集输工艺损耗能量大,运行成本高.鉴于此,基于Fluent数值模拟软件,采用RNG k-ε湍流模型和欧拉多相流模型对T形管分离器的流场特性以及油水分离过程展开研究.研究结果表明:油水两相速度分布规律基本相同,在主管中沿流动方向速度逐渐降低,分支管中速度最大,水相在主管顶部区域速度较小,在汇管中上述分布趋势更加明...     

管柱式气-液分离器溢流压力降计算模型

溢流压力降是评价管柱式气-液分离器(Gas-liquid cylindrical cyclone,GLCC)分离性能的重要指标,目前尚未形成有效的预测方法.为了准确预测GLCC溢流压力降,笔者基于压力降沿程分布理论,结合实验观测数据,综合考虑分离器结构参数、气-液相操作参数及物性参数,建立了GLCC溢流压力降的半理论-...     

管式气液分配器数值模拟研究

气液分配器是固定床加氢反应器的重要内构件。选用欧拉-欧拉多相流模型和RNG k-ε 湍流模型对管式分配器性能进行数值模拟,对比了3种分配器加碎流板和不加碎流板时的分配性能。结果表明,增设碎流板后,分配器的分配性能有了显著的提高,但分配器的压降增加;侧圆孔90°交叉布置加碎流板的斜口管分配器分配性能最佳;增设碎流板后,气体进入分配器的方式及溢流孔的布置方式对分配器分配性能的影响大大降低。     

新型柱式气液旋流分离器数值计算

应用CFD技术对新型柱式气-液旋流分离器内气、液2相的分离过程进行了数值计算。结果表明：气、液2相介质由斜切入口进入柱式旋流器后,在离心力、重力和浮力的共同作用下呈螺旋运动,并迅速发生分层和分离;在旋流器的轴平面上,密度场、气相和液相的体积分数分布都存在一个＂U＂形过渡区;该分离器能有效脱除天然气中的液相成分。     

PV型旋风分离器内三维流场的数值模拟

采用雷诺应力模型(Reynolds stress model，简称RSM)，在三维贴体坐标系下采用SIMPLE算法求解控制方程，应用Fluent程序数值模拟PV型旋风分离器内三维流场。计算结果与实测值相吻合，轴向速率在中心处有滞流、回流，环形空间顶部有二次流，排气管末端有短路流。随着排气管直径的减小，切向速率增大。     

水平气液两相流动的持液率

这篇研究的目的是为了简化和改进Ｔａｉｔｅｌ和Ｄｕｋｌｅｒ提出的用来估计水平两相流动液体持液率的机理模型。首先做了一个实验，将空气和煤油的混合物通过一个直径２英寸，长１１８英尺的水平管实验段。用测试到的持液率数据对提出的模型进行评价。