船用立式油水分離器分離性能的數(shù)值模擬與分析.pdf

1、由于受船舶機(jī)艙空間條件的限制,目前船舶上實(shí)際使用的油水分離裝置大多是立式重力分離與聚結(jié)分離相結(jié)合的油水分離器。由于其處理量小,效率低等因素,使得船舶油水分離器的使用受到限制,因此有必要對(duì)其進(jìn)行研究,以提高設(shè)備的處理量和分離效率。
　　 本論文選擇CYF-B型船用立式油水分離器為研究的原始對(duì)象,并對(duì)其各部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化,來(lái)建立適合求解器計(jì)算的幾何模型。首先,用單相的水代替油水的混合相,模擬了安裝入口構(gòu)件、穩(wěn)流構(gòu)件以及二者同時(shí)存在

2、時(shí)分離器內(nèi)部流場(chǎng)的分布;其次,利用控制變量法和混合相模型,模擬了影響油水分離器分離效率的因素;最后,對(duì)分離器的入口構(gòu)件、穩(wěn)流構(gòu)件及出口位置進(jìn)行了優(yōu)化,并且通過(guò)調(diào)整油水分離器的幾何模型和網(wǎng)格的劃分方法,利用物質(zhì)輸運(yùn)模型和離散相模型,在拉格朗日坐標(biāo)系下模擬了油粒在分離器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
　　 數(shù)值模擬的結(jié)果表明:(1)入口構(gòu)件能夠降低分離器內(nèi)部流場(chǎng)的動(dòng)能,而穩(wěn)流構(gòu)件能夠使得整個(gè)流場(chǎng)的速度均勻分布,則它們同時(shí)應(yīng)用于分離器時(shí),既能降低流場(chǎng)

3、動(dòng)能,又能使得流場(chǎng)的速度分布均勻;(2)油水分離效率的影響因素主要有:分離器的處理量、工作溫度、油和水的密度差、油粒的直徑以及油的粘度等,這些影響因素對(duì)分離器分離效率的影響并不是線性的,存在一個(gè)使得影響因素和分離效率間配合的恰到好處的最優(yōu)值;(3)油出口放到分離器的左邊后,分離器上半部分內(nèi)流體的流動(dòng)變得更加平穩(wěn),抑制了流場(chǎng)中的渦流現(xiàn)象。在沒(méi)有特殊要求的條件下,分離器的入口構(gòu)件應(yīng)水平放置。安裝雙穩(wěn)流構(gòu)件時(shí),應(yīng)使板間距離在24mm左右;(4