內(nèi)置格柵的旋流分離器三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬

伴隨著油田的進(jìn)一步開(kāi)采,井內(nèi)的氣液有效分離變得越來(lái)越重要.柱式氣液旋流分離器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和制作成本低而在油田很受歡迎.一個(gè)典型氣液旋流分離器被用于數(shù)值模擬計(jì)算.基于混合物模型下的三維湍流模型被用來(lái)描述分離器內(nèi)混合物流動(dòng)情況.通過(guò)數(shù)值模擬,分析了不同參數(shù)下(分離器長(zhǎng)度、出口直徑等)的氣液分離效率.隨著分離器長(zhǎng)度增加,氣液分離效率降低;隨著出口直徑的增大,氣液分離效率先提高后降低.矩形入口形狀比圓形入口形狀更適合旋流分離器,氣液分離效率從66.45%提高到79.04%.最后,最佳幾何結(jié)構(gòu)被提出,在最佳結(jié)構(gòu)下氣液分離效率為86.15%.

用數(shù)值模擬方法對(duì)井下油氣水力旋流分離器內(nèi)的氣液分離兩相流場(chǎng)進(jìn)行了研究,通過(guò)數(shù)值模擬得到流場(chǎng)分布規(guī)律符合已知的旋流器流場(chǎng)分布規(guī)律。將數(shù)值計(jì)算與室內(nèi)模擬試驗(yàn)的分離效率進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明用數(shù)值模擬的方法進(jìn)行流場(chǎng)研究是可靠的。將油氣水力旋流分離器的主要結(jié)構(gòu)及操作參數(shù)對(duì)分離性能的影響進(jìn)行了模擬,結(jié)果表明水力旋流器經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以進(jìn)行井下油氣分離,且分離效果較好。所采用的數(shù)學(xué)模型及模擬方法為井下水力旋流油氣分離器進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高分離效率提供了一條有效途徑。

空氣吹脫被廣泛用于從廢水中脫氨,但其過(guò)程效率有待提高。為了提高過(guò)程效率,提出了一種新型氣-液吹脫設(shè)備——水力噴射空氣旋流分離器(wsa),并以廢水中氨的吹脫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。與傳統(tǒng)的吹脫設(shè)備相比,wsa表現(xiàn)出較好的氣-液傳質(zhì)性能,使氨的吹脫效率大大提高。在氨的吹脫過(guò)程中,液相溫度和空氣流量是影響吹脫過(guò)程中氨體積傳質(zhì)系數(shù)的主要因素?？諝饬髁繉?duì)于體積傳質(zhì)系數(shù)存在一個(gè)臨界值,超過(guò)此值時(shí),體積傳質(zhì)系數(shù)隨空氣流量增加而迅速增大。液相中存在的固體顆粒物對(duì)于吹脫過(guò)程的傳質(zhì)幾乎沒(méi)有影響。在該設(shè)備中沒(méi)有填料,不存在堵塞問(wèn)題,因而可以進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的分離操作。

造紙廢液堿回收治污系統(tǒng)的液-固旋流分離器 [基金項(xiàng)目]湖南省科學(xué)技術(shù)廳項(xiàng)目,編號(hào)oossy2010-7 袁勝利,楊從明 (湘潭大學(xué),湖南湘潭　411105) 　　[摘要]用新型中小型液-固旋流分離器,使造紙黑液中的有機(jī)物、雜質(zhì)、渣等固形物同堿液分離,較干凈的稀 堿液進(jìn)入黑液蒸發(fā)器組,蒸發(fā)濃縮后回收燒堿。造紙綠液或白液和渣進(jìn)入中小型新型液-固旋流分離器,快速連 續(xù)運(yùn)作,除去綠泥和白泥渣后成干凈的澄清液,代替大型的緩慢速度重力沉降的綠液和白液澄清器、稀白液澄清 器,廢液經(jīng)處理后達(dá)排放水標(biāo)準(zhǔn)。 　　[關(guān)鍵詞]旋流分離器;造紙污水凈化;草漿黑液 　　[中圖分類號(hào)]x703.3;x793　[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]b　[文章編號(hào)]1005-829x(2003)06-0076-03 liquid-solid

利用phoenics數(shù)值模擬軟件,分析不同質(zhì)量濃度、不同流量、不同工作介質(zhì)的螺旋分離器螺旋流流場(chǎng)分布、壓力場(chǎng)分布。結(jié)果表明:在螺旋分離器螺旋流中,其切向速度占速度優(yōu)勢(shì);隨著流量、聚合物濃度的增加,壓力下降速度也增大;在螺旋分離器內(nèi)部壓力變化并不均勻。該結(jié)果可為分離器內(nèi)部的螺旋流動(dòng)的進(jìn)一步研究與應(yīng)用提供參考。

運(yùn)用cfx流動(dòng)軟件的滑移網(wǎng)格和標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型對(duì)工業(yè)中常用的dl型多級(jí)沖壓離心泵整級(jí)進(jìn)行了全三維瞬態(tài)流場(chǎng)的數(shù)值模擬,分析泵內(nèi)葉輪與導(dǎo)葉間的動(dòng)靜干擾問(wèn)題?；凭W(wǎng)格分別設(shè)置在多級(jí)離心泵葉輪出口、固定導(dǎo)葉入口與泵內(nèi)流體之間的交互界面,對(duì)每個(gè)時(shí)間步求解流動(dòng)方程。在任一個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)周期內(nèi),分析葉輪入口和出口的總壓值出現(xiàn)脈動(dòng)信號(hào)頻率與葉輪葉片數(shù)的關(guān)系。分析了葉輪入口和出口處總壓波動(dòng)的幅度。該三維非穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果為多級(jí)沖壓離心泵的水力優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

潛水?dāng)嚢铏C(jī)是污水處理的專用設(shè)備,目前對(duì)該攪拌器的檢驗(yàn)、性能比較、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面的研究,采用的是試驗(yàn)的方法,而應(yīng)用數(shù)值模擬軟件優(yōu)化潛水?dāng)嚢璧难芯亢苌佟?yīng)用cfd軟件,利用多重參考系法(mrf),對(duì)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的三維流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,分析并研究了潛水?dāng)嚢铏C(jī)的流態(tài)特性,計(jì)算了湍流狀態(tài)下潛水?dāng)嚢铏C(jī)的功率準(zhǔn)數(shù),并得到了功率曲線,為潛水?dāng)嚢铏C(jī)的實(shí)際工程應(yīng)用提供了參考依據(jù)。

在rngκ-ε模型的基礎(chǔ)上,對(duì)模型常數(shù)和近壁面處理方法加以改進(jìn),并將其應(yīng)用于旋風(fēng)分離器內(nèi)強(qiáng)旋湍流流動(dòng)的數(shù)值模擬。將計(jì)算結(jié)果與rngκ-ε模型、reynolds應(yīng)力輸運(yùn)模型(rsm)的計(jì)算結(jié)果及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。隨后采用歐拉-拉格朗日模型(湍流模型為rsm)和歐拉-歐拉模型(湍流模型為改進(jìn)的rngκ-ε模型)分別對(duì)旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣、固兩相流動(dòng)進(jìn)行計(jì)算,考察了旋風(fēng)分離器內(nèi)顆粒濃度的分布特點(diǎn)。結(jié)果表明,改進(jìn)的rngκ-ε模型和rsm對(duì)旋風(fēng)分離器內(nèi)流場(chǎng)分布的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合,且前者所需計(jì)算時(shí)間大大縮短,更適合工業(yè)應(yīng)用。使用改進(jìn)的rngκ-ε湍流模型的歐拉-歐拉多相流模型可以重現(xiàn)旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣、固兩相流動(dòng)特點(diǎn),并應(yīng)用于旋風(fēng)分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

針對(duì)同一葉輪配不同導(dǎo)流器,通過(guò)試驗(yàn)分析,探索提高潛水泵效率的途徑。以250qj125型潛水泵配兩種導(dǎo)流器為例,通過(guò)cfd數(shù)值計(jì)算,預(yù)測(cè)出潛水泵的性能,將解析法求得的潛水泵最佳工況點(diǎn)與模擬試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,其結(jié)果較為吻合。經(jīng)對(duì)兩種導(dǎo)流器內(nèi)部的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)分析,提出了增加導(dǎo)流器長(zhǎng)度、增大導(dǎo)葉片進(jìn)口沖角和壁角等方法可提高潛水泵的效率。

設(shè)計(jì)了一種帶內(nèi)錐的切向進(jìn)口擴(kuò)散式方形分離器,利用了考慮各向異性的雷諾應(yīng)力湍流模型對(duì)分離器內(nèi)的氣相流動(dòng)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,分析了其內(nèi)部氣相流場(chǎng)的軸向、切向和徑向速度分布以及壓力分布情況,并計(jì)算了其壓降.數(shù)值模擬結(jié)果顯示分離器內(nèi)呈典型的雙層流動(dòng)結(jié)構(gòu),方形截面在其拐角處對(duì)氣流存在擾動(dòng),主要影響其切向速度,壓力分布在反射錐開(kāi)口處存在分界,分離器的壓降隨進(jìn)口速度增大而增大.

針對(duì)水處理中用于地下水除沙的固—液分離用的水力旋流器,利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(cfd)軟件fluent對(duì)其內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,深入研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)旋流器性能的影響,為進(jìn)一步研究水力旋流器提供了一定的基礎(chǔ)和參考。

利用phoenics數(shù)值模擬軟件與piv實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合方法,分析不同質(zhì)量濃度、流量、工作介質(zhì)的螺旋分離器螺旋流流場(chǎng)分布、壓力場(chǎng)分布和渦量分布.結(jié)果表明:在螺旋分離器螺旋流中,其切向速度遠(yuǎn)大于軸向速度、徑向速度,但徑向速度很小,一般可以忽略;隨著流量、聚合物質(zhì)量濃度的增加,壓力下降速度也增大;在螺旋分離器內(nèi)部壓力呈階梯狀下降,且壓力變化并不均勻,靠近螺旋入口端的壓力變化小于靠近螺旋出口端的;渦旋并沒(méi)有在整個(gè)螺旋葉片間的旋轉(zhuǎn)流道內(nèi)產(chǎn)生,只是產(chǎn)生在貼近葉片上壁和下壁處,即在近壁處更易產(chǎn)生渦旋.該結(jié)果可為螺旋分離器內(nèi)部螺旋流流場(chǎng)的研究提供借鑒.

利用cfd軟件fluent對(duì)多級(jí)導(dǎo)葉式清水離心泵的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了葉輪及導(dǎo)葉內(nèi)部流道的速度和壓力分布規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)了葉輪進(jìn)口回流,出口的二次流動(dòng)特征等葉輪內(nèi)部流動(dòng)的細(xì)節(jié),導(dǎo)葉出口區(qū)產(chǎn)生了一個(gè)低壓區(qū)等流動(dòng)特征。然后根據(jù)自編計(jì)算軟件利用計(jì)算得到的速度場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算出泵的揚(yáng)程、功率、效率和流量之間的關(guān)系曲線,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:在設(shè)計(jì)工況附近,預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值吻合較好,在其它工況點(diǎn),特別是小流量工況點(diǎn),誤差較大。

運(yùn)用fluent軟件,采取多重參考系法(mrf)和標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型對(duì)攪拌槽在水中產(chǎn)生的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了槳葉高度和轉(zhuǎn)速對(duì)三維流場(chǎng)的影響,并對(duì)其宏觀流動(dòng)特性和時(shí)均速度分布進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比分析。結(jié)果表明,當(dāng)上槳葉高度為1200mm、轉(zhuǎn)速為1909r/min(200rad/s)時(shí),攪拌效果最佳。

油水砂三相旋流分離器在油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)中的應(yīng)用

旋流板式分離器內(nèi)件的設(shè)計(jì) 作者：謝蔚，xiewei 作者單位：湖南安淳高新技術(shù)有限公司,湖南,長(zhǎng)沙,410015 刊名：化工設(shè)計(jì)通訊 英文刊名：chemicalengineeringdesigncommunications 年，卷(期)：2006,32(1) 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodical_hgsjtx200601016.aspx

帶內(nèi)錐的擴(kuò)散式分離器內(nèi)兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬——對(duì)于一種帶內(nèi)錐的切向進(jìn)口擴(kuò)散式方形分離器，利用考慮各向異性的雷諾應(yīng)力湍流模型和顆粒隨機(jī)軌道模型對(duì)其內(nèi)部的兩相流動(dòng)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了其內(nèi)部不同截面高度的氣相流場(chǎng)的軸向、切向和徑向速度分布，計(jì)算...

分離器設(shè)計(jì)是多相流分離計(jì)量的關(guān)鍵技術(shù),基于glcc旋流分離原理的多管旋流分離器多相流計(jì)量裝置是以多管旋流分離器為核心,并與氣液質(zhì)量流量計(jì)、比例調(diào)節(jié)閥和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)相結(jié)合的一種新型多相流計(jì)量裝置。該裝置采用多管旋流分離器,可以有效減小分離器直徑和高度,節(jié)約裝置占用空間,大幅降低成本,提高分離效率;同時(shí)采用模糊pid控制方案的比例調(diào)節(jié)閥控制分離器液位,保證計(jì)量裝置有效運(yùn)行,具有較強(qiáng)的抗干擾能力?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明:此裝置可以適應(yīng)較大范圍的多相流變化,相對(duì)測(cè)量誤差小于±2.5%。

介紹了軸向入口旋流分離技術(shù)的研究進(jìn)展,包括導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)形式、數(shù)值模擬研究及實(shí)驗(yàn)研究等。對(duì)軸流式旋流分離器的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,并指出今后應(yīng)從哪些方面開(kāi)展對(duì)軸流式旋流分離器的研究工作。

運(yùn)用三維變密度不可壓計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)微型y形沖擊射流進(jìn)行流動(dòng)結(jié)構(gòu)研究.結(jié)果表明:入射角度和入射速度是影響流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和混合效果的兩個(gè)重要因素,分別存在有最佳入射角度和入射速度.我們發(fā)現(xiàn)在射流角度等于90°、射流速度為中速時(shí),其流場(chǎng)結(jié)構(gòu)最利于混合,因?yàn)榇藭r(shí)射流的接觸面積最大.另外,射流速度越大,其分割強(qiáng)度值也越大,因此混合性能也越差.當(dāng)速度太大時(shí),會(huì)使兩股流體的接觸面破碎而散落在空間中,使其不再接觸,因此對(duì)分子間的擴(kuò)散和混合不利.

為了提升雙吸離心泵的性能,研究其內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律,采用rngk-ε方程湍流模型和標(biāo)準(zhǔn)simple算法對(duì)某一扭曲葉片雙吸離心泵全流道進(jìn)行了cfd分析,并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較。結(jié)果表明,該方法能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出雙吸離心泵葉輪與蝸殼間及內(nèi)部的流動(dòng)特性,所得結(jié)果對(duì)進(jìn)行雙吸離心泵的水力設(shè)計(jì)或改型優(yōu)化設(shè)計(jì)等研究具有重要的指導(dǎo)意義。

采用simple算法、kε-ap模型和混合四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在笛卡爾坐標(biāo)系中對(duì)離心式污水泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了污水泵內(nèi)固體顆粒的流動(dòng)規(guī)律以及固體顆粒的分布特征,為離心式污水泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論參考。