柱式气液旋流分离器结构优化的数值模拟

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。

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。

为了实现井下气液高效分离、产出水回注和采气于一体,开展了新型井下螺旋式气液分离器的研究。应用计算流体力学方法(cfd)对螺旋式气液分离器的内部流场进行分析,并研究了螺旋圈数和螺距对螺旋式气液分离器性能的影响。该结果为井下螺旋式气液分离的进一步研究提供了参考依据。

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

采用计算流体力学方法,选择双流体模型和rngk-ε湍流模型对新型未开孔螺旋管气液分离性能进行数值模拟,分析螺距、管径等结构参数及液体黏度、入口速度、入口含气率等操作参数的分离效果.结果表明:在螺距为26.67和47.22mm,在入口速度为1～30m/s时,增加螺距或入口速度可以改善分离效果.当入口速度较大时,减小管径可以改善分离效果;反之,当入口速度较小时,增大管径可以改善分离效果.减小液体黏度,可以改善分离效果.这可为螺旋管的开孔方案、分离性能实验及工程应用提供指导.

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。

本文介绍了螺旋管复合气液分离器的结构及工作原理,然后根据计算液体动力学(cfd)原理,利用fluent软件,采用gambit建模,对螺旋管复合气液分离器螺旋分离部分内流场的运动规律进行了模拟分析。在此基础上,对分离器的整体结构、运行参数等进行了优化设计,得到了螺旋分离部分最优的结构尺寸和最佳的运行参数。

通用型水力旋流器的长径比较大,处理能力相对较小,无法满足结构紧凑的循环系统的需要。为解决这一问题,对通用型水力旋流器进行结构优化设计和三维仿真计算,并用试验加以验证,获得了较好的优化结果,也为其在特殊场合的应用起到了一定的指导作用。

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。

n2 h3＝300mm n1h2＝150mm wv＝kg/h wl＝kg/hh1＝1182mm 　 qv＝m 3/h ql＝m 3/h hl＝18mm 11d＝450mm 51% 　　　　 n3 　　 立式气－液分离器工艺计算 　　气相 混合进料 1500.0 150.0 322.6 0.2 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 　操作分析： ◆约为允许气速 　操作量适中,分离良好 　 　 　 　　　液相 已经破解了vba密码 已经破解了其中的表格锁定 1、ks0.0072 kv0.2643 kvdsn0.2643 uvmax1.113m/s uvdsn0.946m/s 2、avmin0.095m2 dmin348mm d450mm av0.159m2 uv0.563m/s 3、tb1min qlb0.00

气—液分离器设计 杨德华 修改 标记 简要说明 修改 页码 编制校核审核审定日期 2005-04-15发布2005-05-01实施 目次 1总则 1.1目的 1.2范围 1.3编制本标准的依据 2立式和卧式重力分离器设计 2.1应用范围 2.2立式重力分离器的尺寸设计 2.3卧式重力分离器的尺寸设计 2.4立式分离器（重力式）计算举例 2.5附图 3立式和卧式丝网分离器设计 3.1应用范围3.2立式丝网分离器的尺寸设计 3.3卧式丝网分离器的尺寸设计 3.4计算举例 3.5附图 4符号说明 1总则 1.1目的 本标准适用于工艺设计人员对两种类型的气—液分离器设计，即立式、卧式重力 分离器设计和立式、卧式丝网分离器设计。并在填写石油化工装置的气—液分离器数 据表时使用。 1.2范围 本标准适

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。

n2 h3＝300mm n1h2＝150mm wv＝kg/h wl＝kg/hh1＝1182mm 　 qv＝m 3/h ql＝m 3/h hl＝18mm 11d＝450mm 51% 　　　　 n3 　　 已经破解了vba密码 已经破解了其中的表格锁定 　　　液相 　 　 　 　操作分析： ◆约为允许气速 　操作量适中,分离良好 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 322.6 0.2 混合进料 1500.0 150.0 立式气－液分离器工艺计算 　　气相 1、ks0.0072 kv0.2643 kvdsn0.2643 uvmax1.113m/s uvdsn0.946m/s 2、avmin0.095m2 dmin348mm d450mm av0.159m2 uv0.563m/s 3、tb1min qlb0.003

n2 h3＝300mm n1h2＝150mm wv＝kg/h wl＝kg/hh1＝1182mm 　 qv＝m 3/h ql＝m 3/h hl＝18mm 11d＝450mm 51% 　　　　 n3 　　 已经破解了vba密码 已经破解了其中的表格锁定 　　　液相 　 　 　 　操作分析： ◆约为允许气速 　操作量适中,分离良好 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 322.6 0.2 混合进料 1500.0 150.0 立式气－液分离器工艺计算 　　气相 1、ks0.0072 kv0.2643 kvdsn0.2643 uvmax1.113m/s uvdsn0.946m/s 2、avmin0.095m2 dmin348mm d450mm av0.159m2 uv0.563m/s 3、tb1min qlb0.00

采用雷诺时均n-s方程和rngk-ε湍流模型,使用多相流模型中的混合物模型,通过商用软件fluent,对自吸时旋流自吸泵内气液两相流场作了数值模拟.在对蜗壳流道和叶轮流道进行网格划分时,尺寸扭曲率为0.78.根据模拟结果,将泵内两相流场的静压分布,与单液相时的静压分布作了对比,并比较了叶轮内气相与液相相对速度的分布情况.另外,对含气率的分布情况作了分析.结果表明,自吸时气液两相状态下的静压稍小于单液相状态下的静压;泵内的主要流动是液相通过相间作用夹带气相的流动,液相速度略大于气相速度;靠近泵出口的两个叶道内,有气相的积聚,含气率较高.

利用cfd软件,采用雷诺应力模型分别计算了300型和250型水力旋流除砂器的内流场,得到了2种水力旋流除砂器的轴向、径向、切向速度及压强的分布曲线。通过对所得结果的分析,发现模拟结果基本符合旋流除砂器的运行规律。比较2种旋流除砂器的内流场,表明改进的300型水力旋流除砂器的结构及分离能力优于原来250型水力旋流除砂器,为水力旋流除砂器的优化设计和选型提供了可靠的设计依据。

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。

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。

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%。

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...

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.

针对旋流自吸泵的气液分离室是影响泵性能的重要因素.应用fluent软件,选用标准k-ε模型和多重参考坐标系模型,对旋流自吸泵内部三维不可压缩湍流定常流场进行了数值模拟,得到了气液分离室内部流场分布情况,并对其分布规律进行了分析.建立了性能预测模型,对不同分离室高度下的模型进行了性能预测,并将预测结果进行了对比研究.结果显示:分离室对泵基本性能影响较大,在小流量区分离室高度对效率影响很小.为了得到最好的综合性能,对于某一方案,分离室的高度存在一个最佳值.最佳值的选取可以通过cfd进行性能预测,根据对比结果进行估算.