油水分離旋流器油滴運(yùn)動(dòng)及其破碎數(shù)值模擬.pdf

1、油水分離水力旋流器是現(xiàn)代石油化工行業(yè)中的一種非常重要的物理分離設(shè)備，廣泛應(yīng)用于原油開(kāi)采分離和含油廢水處理領(lǐng)域。旋流分離過(guò)程中的液滴運(yùn)動(dòng)規(guī)律是影響其分離效率的重要因素，在液滴運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的破碎現(xiàn)象很大程度上降低了油水分離效率，這一現(xiàn)象已經(jīng)引起旋流分離領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，是液-液旋流分離技術(shù)發(fā)展過(guò)程中必須解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，具有重要的理論研究意義和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。本文采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) FLUENT軟件對(duì)除油水力旋流器內(nèi)的油滴運(yùn)動(dòng)和油滴破碎現(xiàn)象

2、進(jìn)行數(shù)值模擬研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　通過(guò)對(duì)比計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬方法中的不同數(shù)學(xué)模型，選擇雷諾應(yīng)力模型和離散相模型模擬了除油水力旋流器在入口油滴粒徑分別為10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm時(shí)的油滴運(yùn)動(dòng)軌跡，研究了油滴粒徑、分流比、入口流量等參數(shù)對(duì)除油分離效率的影響。結(jié)果表明，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性；油滴的分離區(qū)域主要集中在旋流器內(nèi)的圓柱段、大錐段及小錐段上半部分

3、；隨著入口油滴粒徑的增大，旋流器分離效率不斷增加；隨著分流比和入口流量的增大，分離效率都表現(xiàn)為先增大后基本不變；最佳分流比隨著入口油滴粒徑的減小而增大。
　　運(yùn)用 RNG k-ε湍流模型和流體體積模型對(duì)分散相油滴的變形破碎過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬研究，為了模擬除油水力旋流器的內(nèi)部流場(chǎng)基本特點(diǎn)，選用180°弧形通道簡(jiǎn)化模型進(jìn)行模擬分析。系統(tǒng)分析導(dǎo)致油滴破碎的影響因素，研究了油滴粒徑、油滴相對(duì)滑移速度、油水界面表面張力系數(shù)、無(wú)量綱參數(shù)韋伯?dāng)?shù)和