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离心式气液分离器内流场的数值模拟与结构优化


维普资讯 http://www.cqvip.com 化 工 机 械  20 0 7焦  离 心式 气 液分 离器 内流场 的数 值 模 拟 与 结构 优 化  赵 立新  朱宝 军   李凤 明   ( 庆 油 田有 限 责 任 公 司 第 二 采 油厂 ) 大   ( 庆石油学院) 大   摘 要 基 于计 算 流 体 动 力 学 ( F 方 法 , 用 G mb 建模 , 用 Fun 软 件 , 常 规 立罐 式 离心 气 液  C D) 采 a i t 利 l t e 对 分 离 器进 行 了模 拟 仿 真 。 通 过 流 场 分 析 可 以看 出 , 场 对 称 性 很 差 , 流 出 口 附 近 气体 舍 量 较 多 , 明 流 底 说   气液 分 离效 果 不 好 。 通 过 结 构优 化 , 包括 将 底 流 出 口 改 为 正 下 方排 液 , 入 口 改 为 双 入 口结 构 , 小 罐  单 减 体 直径 , 流 管 伸入 分 离 器 内部 入 口管 之 下 , 溢 以及 将 分 离器 下 端 改 为 锥 形 结 构 等 , 善 分 离 器 内部 流 场  改 的轴 对 称 性 及 气 相 体 积 分 数 分 布 情 况 , 提 高分 离器 的 净 化 程 度 。 并   关 键 词  气液 分 离器 中 图分 类 号 流场 数值 模 拟 结 构优 化  A   文章编号 0 5  ̄0 4 2 0 ) 20 9  ̄5 2 4 9 (0 7 0 - 0   0 T 018   Q 5 .  4 文献标识码 在石 油 、 工 等行 业 的许 多场 合 都需 要 采 用  化 1 1 物 理模 型  .  气液 分离 器对气 液 混 合介 质 进 行 分 离 , 以完 成 产  品净化 或满 足工 艺流程 的技术 要求 。 。常规 气  。   初 步设 计 和 计 算 用 的样 机采 用 立 罐 式 结 构  ( 为原 型气液 分 离器 ) 如 图 1所示 。顶部 设 置  称 , 液分 离器 一般采 用 重 力沉 降 罐 的结构 形 式 , 有  具 结构 简单 等 特 点 , 其 体 积庞 大 , 但 占地 面积 大 , 处  理时 间长 。如采 用 离 心式 分 离 器 , 可提 高 分 离  既 效率 , 又可 缩短处 理 时间 , 现实时 处理  实 。   在 分 离器 的结 构 优 化 方 面 , 常 采 用 “ 论  通 理 分析一 初 步设计 一 多样 机对 比实 验 ” 的模 式 。 由   气 体溢 流 口 , 同时 在 罐 体 上端 部 分 采用 单 切 向人  口结 构 , 在位 于罐 体 底 部 的侧 下 方设 置 一 个 液 体  排 出 口。   溢 流排 气 口  于实验 条件 的 限制 , 单纯 通 过 实 验 来研 究 分 离 器  的性 能不仅 周期 长 而且 费 用 高 ; 值模 拟 技 术 不  数 仅资金 投 入少 , 算速度 快 , 计 而且可 以全 面深入 揭  示流场 , 不受 试验 测试手 段 的限制 。因此 , 利用数  分 离  值模拟 技术 研究 分 离器 内流 体 的 流动 规 律 , 而  进 优化分 离器 的结构 , 以大大缩 短研 发周期 , 有  可 具 重要 的工程应 用 价 值 。近年 来 , F C D仿 真 技 术 在  流场模 拟 和结构 优化方 面 已经 取得 了一些 可喜 的  应 用  。本文 利用


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