T形多分支管內(nèi)氣液兩相分離特性研究.pdf

1、隨著海洋油氣開(kāi)發(fā)在石油工業(yè)中越來(lái)越重要,適用于海洋特殊環(huán)境的氣液分離器必須滿足緊湊高效的特點(diǎn),在這種背景下管式分離的概念引起研究人員的關(guān)注,利用T形管路進(jìn)行相分離正體現(xiàn)了這種思想。本文利用氣液兩相通過(guò)T形管路的相分配不均現(xiàn)象,將多根T形管串聯(lián)組成T形多分支管,形成一種簡(jiǎn)易的氣液分離器。研究采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)氣液兩相在T形多分支管內(nèi)的流動(dòng)特性及分離效果進(jìn)行了深入研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 本文首先建立T形

2、多分支管的幾何模型,利用CFD軟件FLUENT,選擇歐拉多相流模型和混合λ-ε湍流模型來(lái)模擬研究T形多分支管路結(jié)構(gòu)參數(shù)及操作參數(shù)對(duì)氣液兩相分離的影響規(guī)律。
　　 模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):在T形多分支管內(nèi),經(jīng)過(guò)多根分支管的分流作用和分支管間的沉降分離,氣液兩相能夠?qū)崿F(xiàn)有效的分離;在影響T形多分支管的結(jié)構(gòu)參數(shù)中,分支管間距和分支管數(shù)目為主要影響因素,而分支管高度、分支管管徑和管路傾角的影響相對(duì)較小;進(jìn)出口的變徑設(shè)置能夠有效提高分離效果;入口混

3、合流速的增大會(huì)導(dǎo)致分離效率顯著下降;隨著分流比的改變,分離效率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);T形多分支管更適用于含氣率大于0.4的工況。
　　 根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果優(yōu)選出的結(jié)構(gòu)參數(shù),將T形多分支管加工成型,采用空氣和水作為介質(zhì),對(duì)氣液分離效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬研究得到的規(guī)律基本一致;氣液兩相經(jīng)過(guò)T形多分支管后基本實(shí)現(xiàn)了分離,在保證氣相采出率的基礎(chǔ)上,當(dāng)氣液比大于1時(shí)液相采出率整體上有所提高,改變分流控制可有效提高液