軸流導葉式旋流分離器的數(shù)值模擬與實驗性能研究.pdf

1、作為重要的能源與原料，油氣資源在開采及輸送過程中，由于凝析及反凝析現(xiàn)象的存在，會導致水蒸氣或部分酸性氣體析出，形成液態(tài)的水、冰或天然氣的固化水合物，增加管路壓降，降低油氣品質(zhì)。旋流分離器作為重要的氣液分離設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、食品、造紙等諸多行業(yè)。由于軸流導葉式旋流分離器具有徑向尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高、壓力損失小且流場穩(wěn)定等優(yōu)點，已成為當前研究的熱點。
　　因此，本文首先采用Fluent軟件對軸流導葉式旋流分離器中的氣相

2、、顆粒相進行模擬研究，將氣相當作連續(xù)介質(zhì)，采用雷諾應(yīng)力模型(RSM)，顆粒相采用離散相模型(DPM)，采用拉格朗日坐標系下的顆粒隨機軌道模型，并考慮液滴破碎、碰撞情況，對軸流導葉式旋流分離器內(nèi)部的速度場、壓力場和液滴的運動軌跡進行了模擬計算和分析。
　　其次，分析了分離塔體內(nèi)布置一組（3個）軸流導葉式旋流分離器時的速度場、壓力場、壓力組成情況以及探討各單管之間的進氣不均勻性，發(fā)現(xiàn)，單管進氣量最大的波動百分比是0.0522％，可以認

3、為各單管進氣量完全一樣。同時，分析了分離塔體內(nèi)安裝不同管數(shù)分離器下的分離效率，發(fā)現(xiàn)，管數(shù)的增加對分離效率的影響并不明顯。單管及多管分離器下，對于粒徑大于5μm的液滴，分離效率達到90％以上;而對于粒徑小于5μm的液滴，分離效果不理想。
　　最后利用流體力學相似原理，按照1∶2.4的比例搭建實驗臺，對模擬結(jié)果的準確性進行驗證，測得不同進氣速度下的分離塔體壓降與模擬值的平均偏差值為6.62％，分離效率的平均偏差值為1.69％。說明本論