海洋平台输油输水管道加药装置水力流场模拟研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:cntele
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加注化学药剂是解决管道运输液体时结垢、结蜡及腐蚀等问题的主要方法。为了发挥化学药剂的最佳效果,加注的化学药剂必须与运输的液体均匀混合。然而,由于运输液体的流量、温度和压力以及加药量等均影响加药效果,因此,为了保证化学药剂与运输液体的均匀混合,必须了解混合流场的状态,合理选择加药装置。本文以某海洋平台输水和输油系统的加药装置为研究对象,通过流场数值模拟方法分析了不同结构加药装置的混合效果。在介绍湍流数值模拟方法、加药装置混合理论及混合效果的评价指标的基础上,应用计算流体动力学(CFD)方法分别对不同结构的加药装置进行了流场模拟研究,结果表明:(1)不使用静态混合器,加药装置难以达到混合均匀,高浓度药剂主要集中在管中心部位,靠近管壁处分布少;(2)不同结构的混合器混合效果亦不同,对左右旋型和螺旋型静态混合器的混合效果模拟表明,在混合开始阶段,即混合距离在900mm以内时,左右旋型静态混合器的混合均匀程度优螺旋型静态混合器:随着混合进行,当混合距离超过900mm时,螺旋型静态混合器混合均匀程度反而优于左右旋型静态混合器;当达到完全混合(即CV≤0.05)时,螺旋型静态混合器所需的混合长度短,在水和油系统中分别为1.15m和1.26m;而左右旋型距离长,在水和油系统中分别为1.55m和1.52m。(3)加药点数量不影响加药的最终混合效果。(4)在四种不同的注入管中,顺流式的羽状管效果略优于其它几种形式,但几种注入管之间的混合效果差别不明显。本文的研究可为海洋平台加药装置的选型和结构设计提供理论参考。
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