油水分離旋流器油滴運動及其破碎數值模擬.pdf

1、油水分離水力旋流器是現代石油化工行業(yè)中的一種非常重要的物理分離設備，廣泛應用于原油開采分離和含油廢水處理領域。旋流分離過程中的液滴運動規(guī)律是影響其分離效率的重要因素，在液滴運動過程中產生的破碎現象很大程度上降低了油水分離效率，這一現象已經引起旋流分離領域的廣泛關注，是液-液旋流分離技術發(fā)展過程中必須解決的一個關鍵問題，具有重要的理論研究意義和實踐應用價值。本文采用計算流體動力學 FLUENT軟件對除油水力旋流器內的油滴運動和油滴破碎現象

2、進行數值模擬研究，主要研究內容和結論如下：
　　通過對比計算流體動力學數值模擬方法中的不同數學模型，選擇雷諾應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時的油滴運動軌跡，研究了油滴粒徑、分流比、入口流量等參數對除油分離效率的影響。結果表明，數值模擬結果與實驗結果基本吻合，驗證了數值模擬的可靠性；油滴的分離區(qū)域主要集中在旋流器內的圓柱段、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。
　　運用 RNG k-ε湍流模型和流體體積模型對分散相油滴的變形破碎過程進行數值模擬研究，為了模擬除油水力旋流器的內部流場基本特點，選用180°弧形通道簡化模型進行模擬分析。系統(tǒng)分析導致油滴破碎的影響因素，研究了油滴粒徑、油滴相對滑移速度、油水界面表面張力系數、無量綱參數韋伯數和