【摘 要】
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随着油田稠油开采量上升,传统重力式油水分离器难以满足稠油分离要求。仰角式油水分离器是一种新型高效的分离设备,其在分离稠油采出液时工作温度高,内部压力大,流场形态复杂,高精度计算分离器与支撑结构受力与变形的难度大,因此研究分离器力学响应对其优化结构设计具有重要的工程应用价值。本文针对某仰角式油水分离器,采用热流固耦合数值模拟方法计算了分离器与鞍座的力学响应,优选分离器支架结构。主要研究内容包括:1、
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随着油田稠油开采量上升,传统重力式油水分离器难以满足稠油分离要求。仰角式油水分离器是一种新型高效的分离设备,其在分离稠油采出液时工作温度高,内部压力大,流场形态复杂,高精度计算分离器与支撑结构受力与变形的难度大,因此研究分离器力学响应对其优化结构设计具有重要的工程应用价值。本文针对某仰角式油水分离器,采用热流固耦合数值模拟方法计算了分离器与鞍座的力学响应,优选分离器支架结构。主要研究内容包括:1、就某设计院提供的大仰角油水分离器设计方案,建立其固体域与流体域的三维模型;对计算域上连续空间进行划分,建立高质量网格模型;2、对比分析了流场计算模型（湍流模型、多相流模型）,选择合理模型进行了流场计算,分析了分离器内部流场的速度场、温度场、压力场规律。3、将仰角式油水分离器流域的压力场与温度场作为边界条件进行了模型耦合参数设置,进行了工况下热流固耦合计算,总结了分离器与鞍座的应力与变形规律。4、以仰角式油水分离器热流固耦合计算结果为边界条件,建立其非标准高支架的有限元计算模型,研究了其结构应力与变形分布规律,提出了支架改进措施。本文通过多物理场耦合数值模拟方法研究了仰角式油水分离器与支撑结构在工况下的应力与变形规律,为该类分离器建立了非标准高支架模型,对指导该类分离器设计与建设施工有着重要工程意义。
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