油水分離用復(fù)合式水力旋流器的數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國多數(shù)油田現(xiàn)已進(jìn)入開發(fā)的中后期,很多油田的含水率超過80％,由于環(huán)境保護(hù)的要求,大量的油田采出液將作為注入水回注到地下,這需要高效節(jié)能的油水分離技術(shù)?；谛鞣蛛x原理的旋流分離技術(shù)因良好的工作性能得到廣泛應(yīng)用,但是傳統(tǒng)的水力旋流器也存在諸多不足。復(fù)合式水力旋流器是將靜態(tài)水力旋流器和動態(tài)水力旋流器的特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合在一起而開發(fā)出來的新型分離設(shè)備,有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文基于CFD對復(fù)合式水力旋流器內(nèi)部的強(qiáng)旋流場進(jìn)行了數(shù)值模擬研

2、究,使用Gambit軟件建立幾何模型,根據(jù)內(nèi)流場各向異性的特點(diǎn),選擇采用雷諾應(yīng)力模型,并結(jié)合混合模型計(jì)算得到了壓力場、速度場和油相濃度場的分布情況,揭示了壓力、切向速度、軸向速度、徑向速度以及油相體積分?jǐn)?shù)的分布規(guī)律。
　　 本文研究了分流比、含油濃度、流量和葉輪轉(zhuǎn)速四個操作參數(shù)對復(fù)合式水力旋流器壓力降性能和分離性能的影響作用。結(jié)果表明,分流比的減小、流量和葉輪轉(zhuǎn)速的增加會導(dǎo)致底流壓力降升高;溢流壓力降隨著分流比、含油濃度、流量和

3、葉輪轉(zhuǎn)速的增大而增大;當(dāng)分流比和葉輪轉(zhuǎn)速增加、流量減小時,簡化效率會相應(yīng)提高。通過正交試驗(yàn)方案得到各操作參數(shù)對底流壓力降的主次影響關(guān)系為:流量、葉輪轉(zhuǎn)速、分流比和含油濃度;對溢流壓力降的主次影響關(guān)系為:分流比、流量、含油濃度和葉輪轉(zhuǎn)速;對簡化效率的主次影響關(guān)系為;流量、葉輪轉(zhuǎn)速、分流比和含油濃度,并據(jù)此優(yōu)選出簡化效率最大的一組操作參數(shù)工況。
　　 本文考察了旋轉(zhuǎn)柵葉輪和溢流管的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)對復(fù)合式水力旋流器工作性能的影響,通過分