旋轉(zhuǎn)渦輪分離器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)與試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來,不斷發(fā)展的海上油氣工業(yè)要求氣液分離器不斷向緊湊、高效、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。旋轉(zhuǎn)渦輪分離器是一種基于能量回收渦輪技術(shù)的緊湊型離心式分離器。它能在完成高效氣液分離的同時(shí)回收壓能,輸出軸功,符合分離器發(fā)展趨勢(shì)和節(jié)能的要求,發(fā)展前景廣闊。
　　 旋轉(zhuǎn)渦輪分離器主要包括兩相噴嘴、分離表面和殘余動(dòng)能回收裝置等幾部分。之前課題組已經(jīng)對(duì)兩相噴嘴進(jìn)行了詳盡的研究并制作了分離器樣機(jī),本論文在本課題組前期研究的基礎(chǔ)上對(duì)氣液旋轉(zhuǎn)渦輪分離器樣機(jī)進(jìn)行了

2、結(jié)構(gòu)模擬改進(jìn)和試驗(yàn)研究。
　　 首先對(duì)分離器的重要組件分離錐體進(jìn)行了模擬研究。采用Solidwors和Gambit軟件建立了內(nèi)部流場(chǎng)的幾何模型并劃分了網(wǎng)格。通過FLUENT軟件,采用RNG k-ε湍流模型,研究得到了分離錐體內(nèi)的流場(chǎng)情況,采用分散相模型(DPM)對(duì)氣相流場(chǎng)中的液滴運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了模擬研究。得到了分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工況變化對(duì)分離效率的影響規(guī)律。結(jié)果表明液滴粒徑、進(jìn)口流體速度等工況因素對(duì)分離效率的影響較大;分離表面的結(jié)

3、構(gòu)參數(shù)比如錐體角度等對(duì)分離效率的影響要與噴嘴入射位置及角度、裝配距離等參數(shù)綜合考慮。建造了旋轉(zhuǎn)渦輪分離器樣機(jī)的性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝置,對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明分離器樣機(jī)可以在完成高效氣液分離的同時(shí)輸出軸功,分離效率在90％以上。通過試驗(yàn)研究得到了分離輪錐度、轉(zhuǎn)速、進(jìn)口工況等因素變化對(duì)分離器分離效率及軸功輸出的影響規(guī)律。在此研究基礎(chǔ)上,得出了樣機(jī)的最佳運(yùn)行工況范圍。
　　 針對(duì)試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)的樣機(jī)不足,我們對(duì)需要改進(jìn)的結(jié)構(gòu)——?dú)怏w