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旋流除砂器具有结构简单无转动部件、成本较低和体积紧凑等优点，是油气田生产过程中的常用分离设备。本文采用数值模拟与理论分析相结合的方法对集砂桶内不同液位高度情况下，旋流除砂器的内部流场情况进行了分析研究。主要研究内容和结论如下:
(1)根据集砂桶内液位高度的不同，建立了六种旋流除砂器几何模型。采用雷诺应力模型(RSM)、对流项的QUICK离散格式、压力梯度项的PRESTO!压力插补格式和压力速度耦合SIMPLEC算法对旋流除砂器气相流场进行数值模拟计算，分析研究了集砂桶内液位升高时，气相流场速度、压力和湍流的变化规律;
(2)在气相数值模拟计算的结果的基础上，使用离散颗粒模型(DPM)，对六种工况下单个固体颗粒的运动进行数值模拟。并通过改变固体颗粒的直径和射入位置，研究集砂桶内液位升高，对旋流式除砂器中不同固体颗粒运动的影响。
(3)设置气体出口的边界条件为捕捉(Trap)，对不同直径的固体颗粒群进行数值模拟，通过分析射入颗粒数量与捕捉颗粒数量，得出旋流式除砂器分离效率，从而得出集砂桶内液位升高，对旋流式除砂器分离效率的影响。
(4)根据集砂桶内液位升高对除砂器除砂效率的影响，对除砂器的设计与使用提出相应的建议。
(1)根据集砂桶内液位高度的不同，建立了六种旋流除砂器几何模型。采用雷诺应力模型(RSM)、对流项的QUICK离散格式、压力梯度项的PRESTO!压力插补格式和压力速度耦合SIMPLEC算法对旋流除砂器气相流场进行数值模拟计算，分析研究了集砂桶内液位升高时，气相流场速度、压力和湍流的变化规律;
(2)在气相数值模拟计算的结果的基础上，使用离散颗粒模型(DPM)，对六种工况下单个固体颗粒的运动进行数值模拟。并通过改变固体颗粒的直径和射入位置，研究集砂桶内液位升高，对旋流式除砂器中不同固体颗粒运动的影响。
(3)设置气体出口的边界条件为捕捉(Trap)，对不同直径的固体颗粒群进行数值模拟，通过分析射入颗粒数量与捕捉颗粒数量，得出旋流式除砂器分离效率，从而得出集砂桶内液位升高，对旋流式除砂器分离效率的影响。
(4)根据集砂桶内液位升高对除砂器除砂效率的影响，对除砂器的设计与使用提出相应的建议。