轴流式旋流器试验研究

提出一种新型轴流式液固旋流分离器,室内实验发现它可以在不降低分离效率及处理量的情况下可大幅度降低旋流器内的压力损失,从而降低能耗。     

轴流式脱气除砂三相旋流分离器操作参数优选

针对一种新型轴流式脱气除砂三相旋流分离器,利用数值模拟分析软件Fluent,对旋流器进行全流场数值模拟,研究得出了旋流器内部速度分布规律、压力降特性和气相、固相体积分数分布情况,对分离器进行变处理量和分流比(溢流、侧向)操作参数的对比分析,优选得出分离器最佳分离性能下的处理量、溢流分流比和侧向分流比分别为6.4m3/h、40%和4%。     

三相旋流分离器气液固耦合数值模拟研究

针对工程实际三相旋流分离器结构优化设计和特性难于把握问题,基于计算流动动力学CFD理论,建立了三相旋流分离器气液固耦合数值分析模型,采用Mixture多相流模型对旋流分离器进行气液固三相数值模拟,研究了不同进口流量工况下旋流分离器的分离效率与压力损失,确定了结构优化后旋流分离器的最优进口流量区间。     

油水旋流分离器内部流场的CFD模拟

采用计算流体力学数值模拟方法研究油水旋流分离器的内部流场,模拟出分离器内轴向速度变化规律,得到钻井液气液旋流器内部流场的特征。分析油水旋流分离器内部油相体积浓度分布,得到了油水旋流分离器内部流场的分布规律和油水两相流的分离特性,为油水旋流分离器的工艺设计提供了参考依据。     

旋流分离器流动机理及流动影响因素简介

旋流分离器是一种利用相间的密度差产生不同的离心力,进而完成气-液、液-液、气-固等分离的设备,具有结构紧凑、分离效率高、环境适应性强等优点,在石油、化工、矿山、煤炭等行业应用广泛。旋流分离器的流动机理研究在整个旋流分离器的研究过程中占据重要地位,其内部流场属于三维强旋湍流,流动复杂,对分离器流场进行充分的研究是指导分离器设计、提高分离性能的前提。本文将对旋流分离器的流场结构进行详细介绍,并就国内外学者关于分离器结构变化对流场分布的影响关系进行总结概括。这对加深对旋流分离器的认识,指导其优化设计具有重要的辅助作用。     

钻井液循环气液分离器作用效能研究

文中设计制作了一种气液旋流分离器,并将之组合应用于自主设计和建立的钻井液循环流动模拟实验装置。该气液旋流分离器采用筒体与内置锥体结合并具有侧斜向下进液管的构型,利用旋流分离原理实现气液分离。通过模拟实验详细研究了使用气液旋流分离器实现钻井液中气体分离的过程,考察了气液旋流分离器的分离效能以及流体流量、气流量、外接压力、流体黏度等因素对分离效能的影响。实验结果表明:在模拟实验运行条件下,气液旋流分离器的分离效能可达到90%。     

内嵌滤筒结构气固旋流分离器除尘的数值模拟

为提高旋流分离器的气固分离性能,提出了一种内嵌滤筒结构的旋流分离器。利用FLUENT中的RSM、DPM和多孔介质模型,对内嵌滤筒式结构旋流分离器的除尘原理进行数值模拟,并从速度分布和分离效率入手,与Stairmand型传统旋流分离器做了对比分析,分析结果表明:内嵌滤筒结构旋流分离器的分离性能大幅提高,可以实现直径小于5μm颗粒的分离。结果体现出了内嵌滤筒结构旋流分离器具有重要的工程价值,为旋流分离器的结构优化提供了参考。     

油-水旋流分离器计算流体力学模拟效果分析

油-水旋流分离器是一种新型的水力旋流设备之一。在石化等行业中显示出越来越广泛的应用前景。掌握旋流分离器内液体的流动特性对旋流分离器的应用是非常重要的。利用计算流体力学（CFD）软件对其流体的分析是分析方法之一。通过CFD对油-水旋流分离器内流态的三维数值模拟,发现这种研究方法存在一定的局限性和不完全性,如所采用的迭代次数就对液分离器的模拟效果有著明显的影响。     

导流叶片螺距对前置型超音速分离器流场特性的影响

超音速分离器主要由Laval喷管、旋流管和扩压管等主要部件组成,是一种高效节能的脱水净化装置。由于旋流位置的不同,分离器内部流场的特性变化也会不同。本文通过研究前置型旋流段内导流叶片螺距的不同对分离器内部流场产生的影响,进而实现对分离器旋流段内部结构和旋流段位置的优化设计,以提高超音速分离器的脱水效率。     

旋流板式气液分离器的放大规律

对旋流板式气液分离器在3种规模、18种旋流板结构下进行了模型实验研究，考察了旋流板结构参数(径向角、仰角和叶片数量)对分离效率和压降的影响，并建立了预测分离器压降的关联式，为旋流板结构参数的确定提供了依据. 工业应用的标定结果表明分离器压降预测式是准确的，它可用于工业气液分离器的放大设计.     

催化裂化装置三级旋风分离器使用情况分析

文章介绍了目前催化裂化装置能量回收系统中第三级旋分分离器（简称三旋）发展状况和使用中存在的问题。同时重点介绍了针对这些存在问题而开发的新型BSX型三旋的主要结构特点,及在中海油惠州炼油催化装置中的运行使用状况。确认新型的BSX三旋是国内三旋技术的革新,具有操作弹性大,效率高,结构简单,抗返混能力强,安装检修方便等较多优点,使用前景广阔。     

旋风分离器进出口结构改进的研究进展

旋风分离器作为一种重要的气固分离设备,广泛应用于化工、环保等重要领域。由于其结构上的可设计性,世界上越来越多的研究者投入到旋风分离器的结构改进研究开发中。文章综述了国内外近几年对旋风分离器进气口、排气口和排尘口等结构改进的研究进展,为新型旋风分离器的研究提供了有价值的信息。此外,应用计算流体动力学技术优化旋风分离器的结构来降低研究成本是值得重视的。     

Investigations on various characteristics of novel cyclone separator with helical square fins

ABSTRACT

Cyclone separators are very energy intensive devices primarily used in power and process industries to separate the particles from hot gases. Hence in the present study, the barrel wall of the cyclone separator was modified by fixing the helical square fins of sizes 5, 7.5, and 10 mm, with 30 and 50 mm pitch variations to improve its separation efficiency. Hence in the present study, various fluid dynamic characteristics which affect the separation efficiency such as axial and tangential velocities, axial pressure drops were investigated. Computational results were validated using the published experimental data for the non-finned cyclone separator and further CFD simulations were performed for novel finned cyclone separators. It was observed that for the particles’ sizes below 3 µm, finned cyclone separator with fin size 10 mm and pitch 50 mm was giving separation efficiency more than other 5 finned cyclone separators. Also 5 to 10% improvement in the separation efficiency was observed over the separation efficiency of the non-finned cyclone separator. Since main function of separating the particles from gas was unaffected rather it was improved using finned cyclone separator(s) which is important in a view of reducing serious fine particulate matter (PM2.5) emissions causing serious health issues.     

基于防磨结构的旋风分离器性能优化

基于气固两相流和冲蚀理论对常规Stairmand旋风分离器和防磨型旋风分离器冲蚀规律进行了研究. 结果表明,对常规旋风分离器,其壁面冲蚀磨损速率从筒体顶端向下逐渐减小,在筒体L1/H1=0.8以下区域,磨损速率基本保持不变;在L1/H1=0.8以上区域,冲蚀磨损呈增大趋势,最大为2.3′10-6 kg/(m2×s);在锥体L2/H2=0.35以下区域,冲蚀速率逐渐减小;而在L2/H2=0.35以上区域呈逐渐增大趋势,在锥体顶端达最大值2.0′10-7 kg/(m2×s). 对防磨型旋风分离器,在筒体L1/H1=0.8以上区域,壁面最大冲蚀速率为0.5′10-6 kg/(m2×s),远小于常规旋风分离器. 在锥体从锥底向上冲蚀速率逐渐减小,在锥体顶端为0.4′10-7 kg/(m2×s),小于常规旋风分离器. 在小粒径范围内,分离效率随粒径增加而基本呈线性递增趋势. 粒径大于4 mm时,防磨型旋风分离器具有较高的分离效率. 压降随防磨板高度增加逐渐减小. A3型防磨分离器压降为360 Pa,小于常规分离器压降550 Pa. 为了降低旋风分离器壁面的冲蚀磨损,减少出口压降损失,粒径大于4 mm时,可选择最合理的B1型防磨分离器提高旋风分离器的防磨性能,从而延长使用寿命.     

环流式旋风分离器旋进涡核的数值分析

采用雷诺应力模型对环流式旋风除尘器中三维非稳态流场进行了数值模拟计算.分析了环流式旋风分离器中旋进涡核的频率及幅值沿径向和轴向的变化规律.比较了环流式旋风分离器与 DⅢ型旋风分离器中旋进涡核的特征参数.结果表明:环流式旋风分离器与 DⅢ型旋风分离器相比,环流式旋风分离器中的旋进涡核平均波动频率降低了58%,最大波动幅值减少26%.     

Experimental investigations on a cyclone separator performance at an extremely low particle concentration

In order to evaluate the influence of extremely low particle concentration on separation performance of cyclone separator, the overall collection efficiencies and grade efficiencies of a cyclone separator with particle concentrations of 5-2000 mg/m³ and inlet velocities of 6-30 m/s have been investigated under ambient temperature and atmospheric pressure conditions. Aerosol spectrometer based on measuring particle number is used to measure the particle concentrations and particle size distributions of the inlet and outlet of the cyclone separator. The overall efficiency is equal to the ratio of the particle concentration difference between the inlet and outlet of the cyclone separator to the inlet particle concentration. The grade efficiency is obtained by comparing the particle size distributions of the inlet and outlet of the cyclone separator. The effects of particle concentration on separation performance are predicted by Smolik empirical model. Particle agglomeration, which has been found in the inlet and outlet of the cyclone separator, has a very important influence on the collection efficiencies and grade efficiencies of the cyclone separator at the particle concentration of 5-2000 mg/m³. The cut sizes for different inlet gas velocity with extremely low particle concentration can be quantitatively calculated by Barth model, Mothes and Loffer model and Muschelknautz model, respectively. Experimental results show that the overall collection efficiencies and grade efficiencies increased with the increasing particle concentrations and inlet velocities, and most of the particles with the diameter bigger than 10 μm can be removed by cyclone separator.     

天然气净化用多管旋风分离器的分离性能

为了系统评价天然气净化用多管旋风分离器的分离性能,在线测量了入口气速6~24 m/s、入口颗粒浓度30~2000 mg/m3范围内多管旋风分离器的分离效率和分级效率. 结果表明,多管旋风分离器的分离效率和分级效率都随入口气速和入口颗粒浓度增大而提高. 与单管旋风分离器相比,在相同实验条件下,多管旋风分离器的分离效率下降2%~15%;单管旋风分离器基本能除净粒径大于10 mm的颗粒,而多管旋风分离器只能去除15 mm以上的颗粒. 多管旋风分离器的压降主要是内部单管旋风分离器的压降,占整个压降的80%~90%.     

动力波清洗法回收空气中丙酮的工艺及设备设计

在实验数据基础上,根据生产车间的气体量,对动力波清洗法回收丙酮的工艺和设备进行了设计。重点设计了洗涤管内泡沫区段隔板、3个喷嘴组合、二次混合器、旋风分液器和供气方式。生产结果表明,设备操作弹性大,运行稳定,车间内空气中的丙酮得到有效控制,每年可多回收丙酮四十多吨。     

流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化

首先从旋风分离器的分离原理及影响分离效率的诸多因素入手,对提高旋风分离器分离效率进行了研究和探讨,最后提出了在FCC装置设计过程中,反再两器中的两级旋风分离器分离效率优化的一些建议和方法,三级旋风分离器的一些实际问题的解决方法以及四级旋风分离器安装过程中的一些注意事项。     

油水旋流分离器研究方法分析

从流动机理模型理论和计算流体动力学(CFD)模拟等方面综述了油水旋流分离器的研究进展状况.应用计算流体力学软FLUENT得到模拟结论,建立模型时运用RSM湍流模型和基于欧拉法的MIXTUER两相流模型.数值模拟得到的结论对油水旋流分离器的设计具有指导意义,为进一步研究油水旋流分离性能提供了参考依据,并且通过对用于油水旋...