含油污水處理用混流式水力旋流器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與實驗研究.pdf

1、目前國內(nèi)外含油污水處理方法仍然以重力分離技術(shù)為主。其工作原理是依靠重力使油水混合物在一定停留時間內(nèi)靜置分層，分離過程簡單。但重力分離技術(shù)占地面積大、分離效率低。隨著含油污水處理量的逐年增加，重力沉降油水分離設(shè)備難以適應(yīng)油田發(fā)展需求的矛盾越來越突出。因此，利用旋轉(zhuǎn)流場產(chǎn)生幾百倍乃至上千倍重力加速度的離心分離設(shè)備受到關(guān)注，水力旋流器是一種具有體積小、分離效率高以及結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點的離心分離設(shè)備，在油水分離領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
　　本文在對

2、切向入口和軸向入口水力旋流器進(jìn)行充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款額定處理量為1m3/h的混流式水力旋流器。首先，借助CFD數(shù)值模擬的手段探究了入口流量、分流比等操作參數(shù)對油水兩相分離性能的影響趨勢，并分析了其內(nèi)部時均速度場分布以及切向速度的脈動頻率。其次，為比較混流式水力旋流器與軸向水力旋流器在不同操作參數(shù)下的分離性能，加工并搭建了水力旋流器油水分離性能測試裝置，實驗過程中主要研究了入口流量、分流比以及含油濃度對分離性能的影響。正交實驗結(jié)果

3、表明，入口流量為1m3/h，含油濃度為10000ppm，分流比為9％的工況下，混流式水力旋流器的分離性能最佳，除油效率達(dá)95.7％。此外，為驗證CFD數(shù)值模擬對旋流場內(nèi)速度分布預(yù)測的準(zhǔn)確性，加工并搭建了水力旋流器內(nèi)部流場特性測試裝置，利用激光多普勒粒子動態(tài)分析儀(PDA)在不同操作參數(shù)下對兩種結(jié)構(gòu)水力旋流器的內(nèi)部速度場分布以及湍流脈動程度進(jìn)行了測量。測試結(jié)果表明，兩種結(jié)構(gòu)水力旋流器的切向時均速度沿徑向位置均呈現(xiàn)出先增大后減小的組合渦分布

4、，混流式水力旋流器的切向速度最大值大于軸向入口水力旋流器;兩種結(jié)構(gòu)水力旋流器的軸向時均速度均呈現(xiàn)出軸心附近上行流、邊壁附近下行流的分布，混流式水力旋流器軸向上行流速度的最大值大于軸向入口水力旋流器;兩種結(jié)構(gòu)水力旋流器的切向速度脈動頻率沿徑向均呈現(xiàn)出先下降后略有回升的趨勢，其分布呈現(xiàn)出“馬鞍”形分布，混流式水力旋流器內(nèi)部流場的脈動普遍小于軸向入口水力旋流器。最后，依據(jù)一定的放大設(shè)計準(zhǔn)則，初步設(shè)計了30m3/h的工程試驗樣機。
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