【摘 要】
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很多工业生产过程(尤其是石油工业中)存在大量需要将多相混合物分离开来的工艺操作。在炼油厂、化工厂、电站以及其他一些工业生产设施中,各油水混合物的分离都会产生较多的问题。由于尚未完全掌握油水混合物的特性、流动特点以及如何较好地利用其属性以达到所要求的分离效果,故将油从水中去除或者分离面临很多的挑战。由于运营和经济方面的压力,近年来石油工业致力于发展取代传统油水分离器的创新型代替品,其中T型管和水力旋
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很多工业生产过程(尤其是石油工业中)存在大量需要将多相混合物分离开来的工艺操作。在炼油厂、化工厂、电站以及其他一些工业生产设施中,各油水混合物的分离都会产生较多的问题。由于尚未完全掌握油水混合物的特性、流动特点以及如何较好地利用其属性以达到所要求的分离效果,故将油从水中去除或者分离面临很多的挑战。由于运营和经济方面的压力,近年来石油工业致力于发展取代传统油水分离器的创新型代替品,其中T型管和水力旋流器受到人们的重视。
本文的目的在于研究各种操作条件下利用T型管和水力旋流器进行油水分离的可行性,以及得到更精细的各相分布情况和油水两相分离的流体动力特性。在这两种分离器中,虽然油、水均没有彻底分离开,但是两种分离器均能对水进行有效的分离。本文对T型管和水力旋流器这两种油水分离器中的多相流动进行了数值模拟研究,应用计算流体力学软件FLUENT对不同参数下分离器的分离效果进行优化和预测。计算流体力学方法涉及到流场中的质量和动量平衡方程,计算结果能提供出流场中各处的速度、压力和浓度等流动参数。
研究结果表明,两种油水分离方法都能够有效地对油水混合物进行总体分离和单纯的水分离,且分离效率可超过90％。在相对低的进口速度而油具有更高的体积分数时,油水分离效率能达到最大。本文提出了一种新的方法来预测进口速度和油的体积分数对分离器出口处油的体积分数的影响。
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