不同回转形状螺旋管内油水分离数值模拟研究

为优化螺旋管油水分离能力,对不同回转形状下螺旋管的分离效率进行研究。以水和油为混合介质,运用Euler-Euler多相流模型及PBM相群平衡方程对螺旋管内油水两相流动进行数值模拟。研究了圆形螺旋管在混合液入口流速为0.10~0.50 m/s范围内与在同一速度不同回转形状下管内油水分离效果及两相分布规律。对于圆形回转形状的螺旋管,在一定范围内,随着流速加快,其分层明显,油水分离效果增强,可当流速过快,分离时间减短,油水分离效果减弱,研究中的几何模型相对较佳的入口流速为0.30 m/s;在相同的流速及主要的几何参数情况下,三角、四边、五边回转形状的螺旋管,随着其边数的增加,回转碰撞聚结的概率提高,其油水分离效果提升,圆形回转形状相当于拥有无数条边数的多边形,所以分离效率最高,分离效果最好。研究结果可为螺旋管结构形状的优化设计提供参考。     

管道特殊部位设计数值模拟研究

针对输油管道中砂粒堆积问题,运用FLUENT软件对管道中管嘴排砂过程进行瞬态数值模拟与仿真,研究弯管处管嘴出流对主管道内含砂质量分数和流动参数的影响规律。模拟结果表明:在斜管道上改变管嘴的形式、高度和安装角度,砂粒可以从管嘴流出;在其他条件相同的情况下,不同时刻从不同形式管嘴流出砂粒质量分数差异不大,但带有扩张管嘴和收缩管嘴的管道中流出的砂粒相对较多,管道管嘴的高度越高,从管嘴流出总砂粒质量分数就越大;管嘴水平安装角度越大,从管嘴中流出的砂粒质量分数越大,90°时从管嘴中流出砂粒质量分数最大;当砂粒粒径为10~(-4)m时,从管嘴中流出的砂粒质量分数比粒径为10~(-5)和10~(-6)m时砂粒质量分数大。所得结论可为输油管道的砂粒排放及取样检测提供理论指导。