新型油水分離水力旋流器的仿真模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及性能研究.pdf

1、油水分離水力旋流器通過利用離心力的作用,使得存在一定密度差的油水兩相流體在旋流器中流動時進行快速分離的設(shè)備。作為一種在高含水油田及海上油田中實現(xiàn)高效油水分離的裝置,利用旋流器進行油水的快速、高效、低能耗分離是油水分離技術(shù)研究的一個重要方向,尤其是在深海采油總量不斷攀升的緊迫現(xiàn)況下,針對面積有限的海上鉆井平臺而設(shè)計的占用空間小、處理量大的旋流器的研制是十分必要的。
　　 本文設(shè)計制造的旋流器的結(jié)構(gòu)是經(jīng)過理論分析、針對現(xiàn)有傳統(tǒng)旋流器

2、結(jié)構(gòu)的大幅改造提出的。該旋流器作為新型結(jié)構(gòu)油水分離旋流器,填補了旋流器領(lǐng)域的空白。通過制造不同尺寸的旋流器,在實驗室工況下進行油水分離實驗。通過對工況下油水分離模擬的相關(guān)實驗,可以將分離效果性能指標與流場內(nèi)部流動特性聯(lián)系起來并以此得到相關(guān)驗證,為數(shù)值計算中分析模擬整個油水分離流程提供參考依據(jù)和實驗數(shù)據(jù)。
　　 對旋流器內(nèi)部流場分析研究,以現(xiàn)有基本理論為基礎(chǔ),通過建立與實驗所用旋流器相同尺寸、結(jié)構(gòu)的幾何模型、采用雷諾應力湍流模型,

3、應用SIMPLE算法利用計算機對不同油相體積分數(shù)的油水混合物進行數(shù)值計算并模擬了旋流器內(nèi)部流場的流動情況,分析后得到旋流器內(nèi)部兩相流分離性能及整個流場中流體流動特性的分布規(guī)律;從進出口流量、壓力降、分流比、分離效率、不同旋流器結(jié)構(gòu)等旋流器性能指標為參照,將數(shù)值計算模擬的結(jié)果和實驗獲得的數(shù)據(jù)進行分析比較,驗證了仿真模擬中所應用到得數(shù)值計算模型和方法以及對流場流體的分析流程的正確性和可靠性。對更深層次的研發(fā)及應用該種新型旋流器進行油水分離提