重力式油水分離器性能的數(shù)值模擬.pdf

1、重力式油水分離器是處理船舶油污水的主要油水分離設(shè)備。然而,由于其分離量較小,分離效率低,致使許多船舶或港口的油水分離器備而不用,這就需要開發(fā)出分離效率較高的油水分離器。利用計算流體動力學(xué)(CFD)的方法可以模擬油水分離器內(nèi)部流場和油滴上浮的軌跡,從而為設(shè)計和優(yōu)化油水分離器的結(jié)構(gòu),預(yù)測油水分離的效果提供有效的手段和方法。本文選用重力式油水分離器作為研究對象,研究了不同內(nèi)部構(gòu)件對分離器的流動特性和分離特性的影響,并對內(nèi)部構(gòu)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,

2、為油水分離器的優(yōu)化設(shè)計和操作維護(hù)提供技術(shù)指導(dǎo)。
　　 本文利用CFD軟件,采用兩相流模型,首先模擬了油水分離器入口構(gòu)件和穩(wěn)流構(gòu)件的流場和濃度場分布,并對計算結(jié)果進(jìn)行對比分析,篩選出性能優(yōu)越的構(gòu)件。模擬計算結(jié)果表明:(1)入口構(gòu)件可有效改善分離器內(nèi)流場的分布狀況,減緩入口流體對分離器內(nèi)流場的沖擊,使分離器內(nèi)的流場分布均勻,且具有一定的預(yù)分離效果,能更有利于油水兩相的分離。其中,孔隙率適當(dāng)?shù)南驴紫涫饺肟跇?gòu)件的綜合性能最好。(2)穩(wěn)流

3、構(gòu)件的應(yīng)用能夠有效的抑制漩渦和返混的產(chǎn)生,改善流場分布,提高分離效果。其次,本文在對油滴浮升進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上,計算模擬了重力式油水分離器內(nèi)油滴的運(yùn)動軌跡,并研究了油滴粒徑和停留時間對油水分離效果的影響。通過模擬可以得出以下結(jié)論:隨著油滴直徑的減小,油水分離效果顯著地下降；處理量越小,油滴的停留時間越長,分離效果越好。
　　 第三,為提高重力式油水分離的分離效果,常采用在分離器內(nèi)部加裝聚結(jié)構(gòu)件的方法。在分離器內(nèi)部設(shè)有聚結(jié)構(gòu)件,