溢流管直径对旋流器分离效率影响的数值模拟.pdf

学兔兔 第 44卷 第 1期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．44 No．1 2015年 1月 TechnologyDevelopmentofChemicalIndustry Jan．2015 溢流管直径对旋流器分离效率影响的数值模拟 牛 伟 (西安石油大学机械学院，陕西 西安 710065)) 摘 要 ：在溢流管长度 均分别设定为10mm、15mm、20mm条件下，应用Fluent软件对不同直径的直筒式水力旋 流器进行了数值模拟，得到了不同人 口速度下的压降和分离效率。结果表明，当溢流管直径为3mm时，旋流器的分 离效率最大。旋流器主直径 一定时，使旋流器分离效率最高的直径也是一定的，一般溢流口直径选择经验值为D／ (5~8．5)。 关键词：溢流管；旋流器；数值模拟；分离效率 中图分类号：TE96 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2015)01．004504 目前我国东部的大部分主力油田已经进入中、 无论分散相是向器壁方向运动还是向中心轴线方向 高含水和特高含水开采阶段，地面工程投资比重逐 运动，从进 口截面进入旋流器 内到达器壁或中心轴 年增加，各级处理站规模逐渐增大，地面工程改造量 线所需的停留时间要远大于固体颗粒所需的停留时 日益增多，原油开采成本越来越高，采出液的处理和 间。这时采用双锥结构不仅可以满足较长停留时间 节能降耗已经成为油田地面工程的重大问题u】。 的要求 ，而且可使较大尺寸的液滴在大锥角段分离， 油水分离水力旋流器是一种高效、节能、造价低 较小尺寸的液滴在小锥角段分离。这样在一个旋流 的液一液分离设备，具有处理量大、分离效率高、适 器 内就达到了双级分离效果 ，除此之外，大锥段还可 用范围广、结构简单紧凑、体积小、占地面积少、处理 以起到降低压降的效果。 过程连续、分离时间短、无须反冲洗、操作维护与安 表1 旋流器基本尺寸 ／mm 装灵活方便等许多突出优点，被广泛应用于石油、化 ! 生 壁 工和冶金等行业 [2-4]o水力旋流器的结构形式和结构 40 20 10 30 46．7 235 400 20。 1．5。 注：进 口为 10ram×5mm的矩形人 口，进 口长度为40mm 参数是决定其分离性能的主要因素 5[-8]o随着原油含 水力旋流器的基本结构见图1，由圆柱体、大椎 水量的不断上升，人们开始对水力旋流器用于高含 体 、小椎体、溢流管、尾管和2个互成 180。的矩形 水原油预分离产生了兴趣，设计过程中往往注重主 切向进 口组成。溢流管在圆柱体的上端与顶盖连接， 体结构的优选，而忽视溢流 口直径这一重要结构尺 进料 口在圆柱体上部沿侧面切向进入圆柱腔 内。本 寸，造成旋流器使用时不管处理液的含油量多少，溢 文所探讨的旋流器基本尺寸如表 1所示，改变直径