軸流導(dǎo)葉式旋流分離器的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)性能研究.pdf

1、作為重要的能源與原料，油氣資源在開(kāi)采及輸送過(guò)程中，由于凝析及反凝析現(xiàn)象的存在，會(huì)導(dǎo)致水蒸氣或部分酸性氣體析出，形成液態(tài)的水、冰或天然氣的固化水合物，增加管路壓降，降低油氣品質(zhì)。旋流分離器作為重要的氣液分離設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、食品、造紙等諸多行業(yè)。由于軸流導(dǎo)葉式旋流分離器具有徑向尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高、壓力損失小且流場(chǎng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
　　因此，本文首先采用Fluent軟件對(duì)軸流導(dǎo)葉式旋流分離器中的氣相

2、、顆粒相進(jìn)行模擬研究，將氣相當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)，采用雷諾應(yīng)力模型(RSM)，顆粒相采用離散相模型(DPM)，采用拉格朗日坐標(biāo)系下的顆粒隨機(jī)軌道模型，并考慮液滴破碎、碰撞情況，對(duì)軸流導(dǎo)葉式旋流分離器內(nèi)部的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和液滴的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了模擬計(jì)算和分析。
　　其次，分析了分離塔體內(nèi)布置一組（3個(gè)）軸流導(dǎo)葉式旋流分離器時(shí)的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、壓力組成情況以及探討各單管之間的進(jìn)氣不均勻性，發(fā)現(xiàn)，單管進(jìn)氣量最大的波動(dòng)百分比是0.0522％，可以認(rèn)

3、為各單管進(jìn)氣量完全一樣。同時(shí)，分析了分離塔體內(nèi)安裝不同管數(shù)分離器下的分離效率，發(fā)現(xiàn)，管數(shù)的增加對(duì)分離效率的影響并不明顯。單管及多管分離器下，對(duì)于粒徑大于5μm的液滴，分離效率達(dá)到90％以上;而對(duì)于粒徑小于5μm的液滴，分離效果不理想。
　　最后利用流體力學(xué)相似原理，按照1∶2.4的比例搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)得不同進(jìn)氣速度下的分離塔體壓降與模擬值的平均偏差值為6.62％，分離效率的平均偏差值為1.69％。說(shuō)明本論