内置格栅的旋流分离器三维流场的数值模拟

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%.

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。

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。

造纸废液碱回收治污系统的液-固旋流分离器 [基金项目]湖南省科学技术厅项目,编号oossy2010-7 袁胜利,杨从明 (湘潭大学,湖南湘潭　411105) 　　[摘要]用新型中小型液-固旋流分离器,使造纸黑液中的有机物、杂质、渣等固形物同碱液分离,较干净的稀 碱液进入黑液蒸发器组,蒸发浓缩后回收烧碱。造纸绿液或白液和渣进入中小型新型液-固旋流分离器,快速连 续运作,除去绿泥和白泥渣后成干净的澄清液,代替大型的缓慢速度重力沉降的绿液和白液澄清器、稀白液澄清 器,废液经处理后达排放水标准。 　　[关键词]旋流分离器;造纸污水净化;草浆黑液 　　[中图分类号]x703.3;x793　[文献标识码]b　[文章编号]1005-829x(2003)06-0076-03 liquid-solid

利用phoenics数值模拟软件,分析不同质量浓度、不同流量、不同工作介质的螺旋分离器螺旋流流场分布、压力场分布。结果表明:在螺旋分离器螺旋流中,其切向速度占速度优势;随着流量、聚合物浓度的增加,压力下降速度也增大;在螺旋分离器内部压力变化并不均匀。该结果可为分离器内部的螺旋流动的进一步研究与应用提供参考。

运用cfx流动软件的滑移网格和标准的k-ε湍流模型对工业中常用的dl型多级冲压离心泵整级进行了全三维瞬态流场的数值模拟,分析泵内叶轮与导叶间的动静干扰问题。滑移网格分别设置在多级离心泵叶轮出口、固定导叶入口与泵内流体之间的交互界面,对每个时间步求解流动方程。在任一个叶轮旋转周期内,分析叶轮入口和出口的总压值出现脉动信号频率与叶轮叶片数的关系。分析了叶轮入口和出口处总压波动的幅度。该三维非稳态模拟结果为多级冲压离心泵的水力优化设计提供了依据。

潜水搅拌机是污水处理的专用设备,目前对该搅拌器的检验、性能比较、优化设计等方面的研究,采用的是试验的方法,而应用数值模拟软件优化潜水搅拌的研究很少。应用cfd软件,利用多重参考系法(mrf),对潜水搅拌机的三维流场进行了数值模拟计算,分析并研究了潜水搅拌机的流态特性,计算了湍流状态下潜水搅拌机的功率准数,并得到了功率曲线,为潜水搅拌机的实际工程应用提供了参考依据。

在rngκ-ε模型的基础上,对模型常数和近壁面处理方法加以改进,并将其应用于旋风分离器内强旋湍流流动的数值模拟。将计算结果与rngκ-ε模型、reynolds应力输运模型(rsm)的计算结果及实验数据进行比较。随后采用欧拉-拉格朗日模型(湍流模型为rsm)和欧拉-欧拉模型(湍流模型为改进的rngκ-ε模型)分别对旋风分离器内的气、固两相流动进行计算,考察了旋风分离器内颗粒浓度的分布特点。结果表明,改进的rngκ-ε模型和rsm对旋风分离器内流场分布的预测结果与实验结果比较吻合,且前者所需计算时间大大缩短,更适合工业应用。使用改进的rngκ-ε湍流模型的欧拉-欧拉多相流模型可以重现旋风分离器内的气、固两相流动特点,并应用于旋风分离器的优化设计。

针对同一叶轮配不同导流器,通过试验分析,探索提高潜水泵效率的途径。以250qj125型潜水泵配两种导流器为例,通过cfd数值计算,预测出潜水泵的性能,将解析法求得的潜水泵最佳工况点与模拟试验结果进行了比较,其结果较为吻合。经对两种导流器内部的速度场和压力场分析,提出了增加导流器长度、增大导叶片进口冲角和壁角等方法可提高潜水泵的效率。

设计了一种带内锥的切向进口扩散式方形分离器,利用了考虑各向异性的雷诺应力湍流模型对分离器内的气相流动情况进行了数值模拟研究,分析了其内部气相流场的轴向、切向和径向速度分布以及压力分布情况,并计算了其压降.数值模拟结果显示分离器内呈典型的双层流动结构,方形截面在其拐角处对气流存在扰动,主要影响其切向速度,压力分布在反射锥开口处存在分界,分离器的压降随进口速度增大而增大.

针对水处理中用于地下水除沙的固—液分离用的水力旋流器,利用计算流体动力学(cfd)软件fluent对其内流场进行了数值模拟,深入研究了结构参数对旋流器性能的影响,为进一步研究水力旋流器提供了一定的基础和参考。

利用phoenics数值模拟软件与piv实验技术结合方法,分析不同质量浓度、流量、工作介质的螺旋分离器螺旋流流场分布、压力场分布和涡量分布.结果表明:在螺旋分离器螺旋流中,其切向速度远大于轴向速度、径向速度,但径向速度很小,一般可以忽略;随着流量、聚合物质量浓度的增加,压力下降速度也增大;在螺旋分离器内部压力呈阶梯状下降,且压力变化并不均匀,靠近螺旋入口端的压力变化小于靠近螺旋出口端的;涡旋并没有在整个螺旋叶片间的旋转流道内产生,只是产生在贴近叶片上壁和下壁处,即在近壁处更易产生涡旋.该结果可为螺旋分离器内部螺旋流流场的研究提供借鉴.

利用cfd软件fluent对多级导叶式清水离心泵的内部流场进行了数值模拟,得出了叶轮及导叶内部流道的速度和压力分布规律,并发现了叶轮进口回流,出口的二次流动特征等叶轮内部流动的细节,导叶出口区产生了一个低压区等流动特征。然后根据自编计算软件利用计算得到的速度场数据计算出泵的扬程、功率、效率和流量之间的关系曲线,并与试验数据进行了比较。结果表明:在设计工况附近,预测值与试验值吻合较好,在其它工况点,特别是小流量工况点,误差较大。

运用fluent软件,采取多重参考系法(mrf)和标准k-ε紊流模型对搅拌槽在水中产生的流场进行数值模拟,分析了桨叶高度和转速对三维流场的影响,并对其宏观流动特性和时均速度分布进行详细对比分析。结果表明,当上桨叶高度为1200mm、转速为1909r/min(200rad/s)时,搅拌效果最佳。

油水砂三相旋流分离器在油气储运业中的应用

旋流板式分离器内件的设计 作者：谢蔚，xiewei 作者单位：湖南安淳高新技术有限公司,湖南,长沙,410015 刊名：化工设计通讯 英文刊名：chemicalengineeringdesigncommunications 年，卷(期)：2006,32(1) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodical_hgsjtx200601016.aspx

带内锥的扩散式分离器内两相流动的数值模拟——对于一种带内锥的切向进口扩散式方形分离器，利用考虑各向异性的雷诺应力湍流模型和颗粒随机轨道模型对其内部的两相流动情况进行了数值模拟，分析了其内部不同截面高度的气相流场的轴向、切向和径向速度分布，计算...

分离器设计是多相流分离计量的关键技术,基于glcc旋流分离原理的多管旋流分离器多相流计量装置是以多管旋流分离器为核心,并与气液质量流量计、比例调节阀和计算机测控系统相结合的一种新型多相流计量装置。该装置采用多管旋流分离器,可以有效减小分离器直径和高度,节约装置占用空间,大幅降低成本,提高分离效率;同时采用模糊pid控制方案的比例调节阀控制分离器液位,保证计量装置有效运行,具有较强的抗干扰能力。现场试验证明:此装置可以适应较大范围的多相流变化,相对测量误差小于±2.5%。

介绍了轴向入口旋流分离技术的研究进展,包括导流叶片的结构形式、数值模拟研究及实验研究等。对轴流式旋流分离器的发展趋势进行了简要分析,并指出今后应从哪些方面开展对轴流式旋流分离器的研究工作。

为了提升双吸离心泵的性能,研究其内部流动规律,采用rngk-ε方程湍流模型和标准simple算法对某一扭曲叶片双吸离心泵全流道进行了cfd分析,并与实验值进行比较。结果表明,该方法能够较为准确地预测出双吸离心泵叶轮与蜗壳间及内部的流动特性,所得结果对进行双吸离心泵的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。

采用simple算法、kε-ap模型和混合四面体非结构网格在笛卡尔坐标系中对离心式污水泵内部流场进行了数值模拟,得出了污水泵内固体颗粒的流动规律以及固体颗粒的分布特征,为离心式污水泵的优化设计提供理论参考。

为深入理解和分析高温高压工况条件下某主冷却剂泵性能,采用计算流体力学方法(cfd)对其内部复杂的三维流场进行了数值模拟与分析.建立了某主冷却剂泵各部件几何模型,并对其进行网格划分.通过求解rans方程对主冷却剂泵内部三维流场进行数值求解,湍流流动采用sst模型进行模拟.计算得到该泵在高、低设计转速时的扬程、功率和效率等性能参数.计算结果与试验数据相比较,误差在4%以内.分析表明采用cfd方法模拟结构复杂的主冷却剂泵内部流动是可行的.