基于旋流分离理论的气液分离器数值分析与结构优化

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旋流器是一种应用非常广泛的分离分级设备。由于其结构简单等优点,旋流器在各行各业显示出越来越广泛的应用前景。  本文采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)商业软件Fluent6.3对三相分离器内增设的油气旋流器内部流场进行了数值模拟,并进一步研究了影响旋流器的分离效率的因素。如:进口形状、速度、压力、锥角、溢流管直径、入口夹角等。  选用RSM湍流模型可以对旋流器流场进行较全面准确的数值分析。根据理论分析和数值模拟计算结果,对旋流器内分散相的运动行为进行了分析:在柱段内,油微粒在强离心力作用下运动到了旋流器壁面附近,由于壁面附近离心力的衰减,微粒开始做沉降运动,进而产生了分离效果。  首先,在实际使用的旋流器简化模型,通过改变进料口截面形状来考察分离效率。其次,考察流速的变化对效率的影响,然后依次通过更改某一个变量的值来考察分离效率的变化,如压力、锥角溢流管直径等。最终得到一个优化后的理论模型模型。  得到的理论模型不一定适用于所有工况,实际的工况应加以考虑,通过效率曲线可以来判定在不能达到理论工况下如何选择旋流器的尺寸和工况条件。
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