固液分离水力旋流除砂器数值模拟

旋流器是利用离心沉降原理工作的，他有两个作用：澄清和浓缩。质 量重密度大的物体从下部沉沙口排出。其他质量轻的从上部溢流口排 出。溢流物的精细程度可通过调节沉沙口的最小直径调节 >水力旋流器是利用离心力作用进行分级的设备。常常用于细粒物料选别前的分 级及脱泥，在磨矿回路中作检查分级和控制分级用。它是当前细粒物料分离比较 有效的设备。水力旋流器的构造：上部为圆锥形。在圆柱形筒体上装有与筒壁呈 切线方向的给矿管。圆锥上部装有与圆柱部分相连通的中心溢流管。溢流管的上 端则通过缓冲室或直接与外部管道联接以排出溢流。在圆锥形底部装有沉砂咀， 以排出粗粒沉砂。为了减不磨损，可在给矿口、沉砂咀及筒体内壁衬以耐磨橡胶 或用辉绿岩、铸石、碳化硅等耐磨材料。水力旋流器的工作原理：当矿浆用砂泵 （或高差）以一定压力（一般是0.5～2.5公斤/厘米）和流速（约5～12米/秒） 经给矿管沿切线

依据计算流体动力学(cfd)的计算方法,利用fluent软件对水力旋流器内清水流场进行了三维数值模拟研究,并将模拟所得的流场与实测结果作对比,证明该软件模拟效果良好,从而为进一步研究旋流器固—液分离现象提供了一定的指导。

表2.20-5除砂器安装单元工程质量验收评定表 分部工程名称 单元工程 名称 安装部位安装内容 安装单位 开/完工日 期 项 次 检查项目质量标准检验记录 1除砂器检查经细致检查无缺陷，按说明书要求正确安装。 2安装位置 与水的流动方向一致，安装位置准确，无偏斜，并 做好支垫加固，确保不发生位移 3密封垫 其材质符合工作介质及工作压力要求，不允许有影 响密封性能的缺陷存在，垫片尺寸与法兰密封面相 符，应用中不得超过两层 4 除砂器法兰面及 管道法兰 除砂器两端的法兰面与管道中心线互相垂直，法兰 面凸台正常；管道法兰面除与管身中心区的垂直外， 应确保无明显变形，且与除砂器两端的法兰面保持 平行，其不平行度不大于1.5‰；管道法兰与除砂器 法兰螺孔位置基本准确，连接后紧固适度 5与排气阀连接 短管垂直于除砂器中心线，其端部的法兰面基本水 平，且无明显缺陷及变形，与

介绍了一种用于油水分离的新型水力旋流器——轴向入口水力旋流器,与切向入口水力旋流器相比其结构更加紧凑,更适合于由多个水力旋流器单体构成的组合产品。同时,运用fluent软件对其油水分离情况进行了三维数值模拟,计算中采用rsm湍流模型、mixture两相流模型。数值计算结果表明,轴向入口水力旋流器具有良好油水分离效率,值得在石油行业的采油废水处理中进行应用和推广。

用数值模拟方法对井下油气水力旋流分离器内的气液分离两相流场进行了研究,通过数值模拟得到流场分布规律符合已知的旋流器流场分布规律。将数值计算与室内模拟试验的分离效率进行了对比,结果表明用数值模拟的方法进行流场研究是可靠的。将油气水力旋流分离器的主要结构及操作参数对分离性能的影响进行了模拟,结果表明水力旋流器经过优化设计可以进行井下油气分离,且分离效果较好。所采用的数学模型及模拟方法为井下水力旋流油气分离器进一步优化结构、提高分离效率提供了一条有效途径。

研究入口流道带倾角的水力旋流器模型,用gambit软件建模并划分网格,运用fluent软件对其油水分离情况进行数值模拟,分析了传统直入口流道与带倾角入口流道的区别。发现倾斜入口模型压力降明显降低,有助于降低旋流管能耗。倾斜入口模型模拟中,底流处油的浓度较低,分离效果较好。

　采用计算流体力学数值模拟方法研究了管柱式气水旋流分离器的分离效率及其影响因素。采用标准kε湍流模型对倾斜入口管柱式气水旋流分离器内的连续相流动进行数值模拟,得到了分离器内连续相的速度场分布。采用拉格朗日随机轨道模型对分离器内气泡的运移轨迹进行了模拟,同时计算得到了管柱式气水分离器的气泡分离率。模拟结果的分析表明气泡直径、分离器长径比以及入口流速等参数对管柱式气水旋流分离器的气泡分离率均有显著影响,这一结果为管柱式气水旋流分离器的工艺设计以及工作参数的选择提供了参考依据。

采用计算流体力学软件fluent6.3对三相旋流器结构参数和分离效率的关系进行了数值模拟研究,通过研究发现,调整结构参数,包括:溢流管径、溢流管插入深度、进料管结构、圆筒段结构和集砂桶的结构等,可以极大地提高水力旋流器的分离性能。为今后三相分离水力旋流器的设计、制造提供参考。

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。

采用计算流体动力学(cfd)方法,对气液固三相旋流分离器的初始模型进行数值模拟,分析其内部流场分布,得出倒锥结构具有促进分离效果的作用。通过固定分离器的主直径与高度、入口尺寸、底流口直径、侧向出口尺寸、排液孔数量、排液孔尺寸、排液孔中心高度、溢流管直径、溢流管长度以及旋流腔长度,改变倒锥结构中的内锥直径与内锥高度,对模型进行优化,得到内锥直径为38mm、内锥高度为110mm时,三相旋流分离器的分离效果较好。

伴随着油田的进一步开采,井内的气液有效分离变得越来越重要.柱式气液旋流分离器由于结构简单和制作成本低而在油田很受欢迎.一个典型气液旋流分离器被用于数值模拟计算.基于混合物模型下的三维湍流模型被用来描述分离器内混合物流动情况.通过数值模拟,分析了不同参数下(分离器长度、出口直径等)的气液分离效率.随着分离器长度增加,气液分离效率降低;随着出口直径的增大,气液分离效率先提高后降低.矩形入口形状比圆形入口形状更适合旋流分离器,气液分离效率从66.45%提高到79.04%.最后,最佳几何结构被提出,在最佳结构下气液分离效率为86.15%.

采用α-al2o3微粉制备了陶瓷除砂器新产品,并进行了实验室及现场实验。结果表明:所研制的陶瓷除砂器具有净化效率高、纤维流失低、使用寿命长等特点,是一种高效、节能、降耗的新产品,并达到了国外同类进口产品的性能,完全可以替代进口产品。

空气吹脱被广泛用于从废水中脱氨,但其过程效率有待提高。为了提高过程效率,提出了一种新型气-液吹脱设备——水力喷射空气旋流分离器(wsa),并以废水中氨的吹脱进行了实验。与传统的吹脱设备相比,wsa表现出较好的气-液传质性能,使氨的吹脱效率大大提高。在氨的吹脱过程中,液相温度和空气流量是影响吹脱过程中氨体积传质系数的主要因素。空气流量对于体积传质系数存在一个临界值,超过此值时,体积传质系数随空气流量增加而迅速增大。液相中存在的固体颗粒物对于吹脱过程的传质几乎没有影响。在该设备中没有填料,不存在堵塞问题,因而可以进行较长时间的分离操作。

旋流除砂系统 安装调试培训资料 金山环保集团有限公司 二oo九年 设计、制造及安装验收标准 (不限于以下标准) q/js01-2001沉砂池设备 q/js02-2001砂水分离器 gb9113-2000法兰标准 jb/zq4000.2-86切削加工件通用技术条件 jb2932-86水处理设备制造技术条件 jb／zq4000.5-86铸件通用技术条件 gb9439-88灰铸铁件 gb6414-86铸铁尺寸公差 gbll76铸造铜合金技术条件 gb3091-2000低压流体输送焊接钢管 gb50235-97工业管道工程施工及验收规范 jb／zq4000.1-86产品检验通用技术条件 jb/zq4000.7-86锻件通用技术条件 gb4981压力试验 gb8923-85涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 gb983-85不锈钢焊条 gb3098.6-

采用rng湍流模型,对内置格栅的旋流分离器内三维流场进行了数值模拟,得到了其内部压力、速度、湍流动能、湍流强度等参数的分布规律,计算结果对分析旋流分离器固液分离机理以及改进分离器的设计具有一定的指导意义。

为了有效地保持油田的稳产增产,科学工作者提出了用于切割、破岩和清洗的水力喷砂射流技术。它能增加弹道的穿透深度,减少压实伤害,改善压裂效果。因为对水力喷砂射流机理、影响因素研究的不够深入及成本高等因素,在很长一段时间内水力喷砂射流技术未能得到广泛应用。迅速发展的计算机技术与日益成熟的计算流体力学,为水力喷砂器的数值研究提供了可靠途径。采用计算流体力学的方法,利用仿真软件,对不同磨料密度﹑粒径和喷射速度下的喷砂器工作情况进行了数值研究。切割口处的压力随颗粒直径和射流速度的增加而增加,随粒径的增加而减少。这一研究结果,可为水力喷砂射流器优化方案的研究提供理论基础。

通过对旋流泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均方程、双方程湍流模型并结合simplec算法对其内部三维固液两相流场和清水单相流场进行了数值计算,得到了固相不同体积浓度、不同流量下的分布规律,并研究了外特性的变化规律。模拟结果表明:固相在叶片工作面分布较多;在叶轮里离后盖板越远,浓度越高;无叶腔分布浓度大于叶轮分布浓度;固相浓度的增加会引起扬程的减小。

从分析单粒岩屑受力情况出发,研究了旋流除砂器的工作机理,指出了其中心部位出现的涡旋气柱将对泥浆净化效果产生显著影响。提出了可手动或自动调节结构参数的旋流除砂器改进设计,通过关于临界粒度、最小泥浆损耗量和预防排砂口堵塞的实验,验证了新型除砂器的净化效果非常好,尤其在西部缺水地区具有推广价值

利用fluent流体计算软件，基于混合模型和雷诺应力湍流模型，采用单入口和单出口的几何模型，针对结构参数变化对除砂器分离效率和压力降的影响进行了数值模拟，得出了影响规律，并优选出最佳结构参数，可为井下旋流除砂器结构设计提供理论指导。

加拿大在阿尔伯特的麦克穆里地区产出了在量的同砂尾矿，包括砂、粘土及混入的沥青。本研究的目的是选用水力旋流器并对它在排除尾矿中细粒物料方面的作用进行评价，同时产出固体含量为７５％的沉砂产品。

在分析了岩心钻探所用泥浆中的固相及固相含量过高对岩心钻探诸多方面的不利影响的基础上,对比了降低固相含量的各种方法。介绍了自行研制的xz系列泥浆净化除砂器的组成、结构参数以及使用情况,并对该泥浆净化器在岩心钻探中的合理使用提出了相关建议。

固-液、液-液等二相水力旋流分离器已经是现今石油石化工业中不可缺少的分离工具,但目前还不能分离液体中同时含有石油和固体颗粒的多相混合物。因此,要研究一种新型的固-液-液三相分离旋流器。简述了三相分离器的原理、研究现状和发展趋势。