轴入式两级串联旋流器分离性能研究

基于计算流体动力学软件Fluent,采用雷诺应力模型,以轴入式两级串联旋流器为研究对象,模拟分析了不同处理量和分流比条件下旋流器的分流特性和分离特性。模拟结果表明:处理量在2.40~7.20m~3/h范围内变化时,旋流器的分离效率随处理量的增大逐渐升高,处理量大于4.80m~3/h时,分离效率增幅缓慢;分离效率随分流比的增大呈先增加后减小的趋势,最佳一级分流比为20%,最佳二级分流比为15%。由现场分离性能实验可知最佳处理量为4.80m~3/h,最佳分流比为35%,实验结果与模拟结果吻合良好,验证了模拟结果的准确性。     

油滴聚并破碎行为对水力旋流器分离性能的影响

为研究离散相油滴聚并破碎行为对旋流器分离性能的影响,以轴入导锥式旋流器为研究对象,将单一的混合模型与加载了群体平衡模型(PBM)的混合模型模拟结果进行对比。模拟结果显示:耦合模型模拟结果可以确定出油滴的破碎位置主要发生在螺旋流道及旋流器的近壁区域,并在轴心油核区油滴粒度分布较大,出现明显的聚并现象;耦合模型得出的分离效率随着入口进液量的提高呈现出先升高后降低的趋势,单一混合模型模拟得出的分离效率随着进液量的增加逐渐升高;两种模拟方法得出的速度场分布几乎无差别,但随着溢流分流比的增大分别呈现出极大值点不同的先升高后降低的趋势。所得结论可为提高水力旋流器数值模拟的准确性提供参考。     

聚结破碎模型在水力旋流器模拟中的应用与对比

为研究不同聚结破碎模型对油水分离水力旋流器内油滴粒径分布特性的影响,以双锥式水力旋流器为研究对象,采用计算流体动力学方法加载群体平衡模型,开展12种不同聚结破碎模型组合方案的数值模拟研究.通过开展室内分离性能及粒度分析实验对不同方案模拟结果进行筛选及验证.结果 表明:luo聚结与luo破碎组合模拟得出的旋流器底流口油滴...     

井下微型气液旋流分离器优化设计与性能分析

针对采油井筒内产出液含气对油田同井注采开发模式的不利影响,基于旋流分离原理提出一种井下微型气液旋流分离器结构。借助Plackett-Burman设计、最陡爬坡设计与响应曲面设计结合计算流体动力学方法,对井下微型气液旋流分离器结构参数进行显著分析及优化设计,构建了显著性结构参数与分离效率间的二次多项式数学关系。系统分析了入口进液量、分流比及气相体积分数对气液分离性能的影响规律。构建室内微型气液旋流分离性能测试系统,对数值模拟结果的准确性及优化结果的高效性进行了验证性试验。试验结果表明优化后的微型气液旋流分离器结构可使液相效率由优化前的84.10%提高到87.22%。获得了微型气液旋流分离器最佳溢流分流比为6%,最佳入口流量为13.77 L/h,最适用的气相体积分数为5.5%,最佳工况下气液平均分离效率为99.66%。为了指导分离器在不同含气量条件下的最佳运行参数调控,构建了气相体积分数及溢流分流比与分离效率间的数学关系模型,获得了不同气相体积分数条件下的最佳分流比。     

臭氧-MBBR在精细化工园区污水厂改造中的应用

某精细化工园区污水厂设计规模为10 000 m³/d，通过升级改造，使出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。生化前端新建臭氧催化氧化工艺提高废水可生化性，为后续生化处理提供有利条件；原有AO生化系统改造为AO+移动床生物膜(MBBR)提高COD、TN去除率；末端设置高密度沉淀池和滤布滤池去除悬浮物。经调试运行，改造后的处理工艺运行效果稳定良好，出水平均COD、NH₃-N、TN、TP分别达到26.7、2.44、10.9、0.14 mg/L。     

基于SSG模型的旋转流场特性分析

以磁力搅拌器旋转产生的旋转流场为研究对象，运用雷诺应力输运模型——SSG模型对流场分布特性进行数值模拟。借助PIV、HSV技术对旋转流场切向速度和轴心气核形态开展研究。得出不同转速条件下旋转流场的切向速度和气核形态分布规律。将数值模拟结果与实验结果进行对比，结果表明：当磁性转子转速为900 r/min时，中心处切向速度为0.161 m/s，边壁流体切向速度为0.028 m/s，随着转子转速增加至2 100 r/min时，中心处切向速度为0.477 m/s，边壁流体切向速度为0.043 m/s，切向速度实验值和数值模拟值最大偏差为4.7%，数值上呈现出了较好的一致性。将数值模拟得出的不同转速条件下的气核分布形态与HSV实验所得结果进行对比，得出当磁性转子转速为900 r/min时，气核深度最大差值是2 mm，偏差为4.2%；转速为1 440 r/min时，最小差值为0.3 mm，偏差为0.5%，具有较好的一致性。     

基于响应曲面法的水力聚结器结构参数优化

针对油水分离中小粒径油滴难以分离的情况，设计了一种水力聚结器，借助析因筛选设计及响应曲面优化设计，结合有限体积法，并以综合考虑油滴粒径尺寸、体积占比及平均粒径等多因素提出的一种聚结效率计算方法作为评判指标，对其进行结构参数显著性分析及结构优化设计。以优化前、后的水力聚结器为模型，在相同工况下开展聚结性能模拟测试。测试结果表明，显著性较高的参数依次为锥段长度L₂、尾管长度L₃以及内心底径d,根据得到的结构参数与聚结效率间的最优回归方程，确定出最佳结构参数值，即锥段长度为678.63 mm,尾管长度为99.89 mm,内心底径为10 mm。优化后的聚结器出口处平均粒径由524.7μm增加至550.9μm,聚结效率由14.26%提高至14.55%,聚结性能得到明显提升，验证了优化结果的准确性及可行性。研究结果可为旋流分离设备设计提供参考。