液—液水力旋流器的模拟试验

液－液水力旋流器是一种致型的油水分离。主要是由旋流腔、收缩腔，尾锥、尾管和溢流管组成，分离机理为离心沉降。用有机玻璃的液－液水力旋流器的模拟试验结果表明，其分离效率与污水中的含油浓度无关，而随进口流量的增大而增大，当液－液水力旋流器的几何结构确定以后，进口流量随进口压力增大而增大。用计算机仿真与用激光实测所得的水力旋流器内的流场分布基本吻合，故可作为样机设计的理论指导，液－液水力旋流器分离效率高，     

预分水旋流器的现场试验及评价指标分析

介绍了液 -液旋流分离器的操作参数、分离性能、能耗等技术指标 ,对其性能评价指标做了分析。在实践和理论分析的基础上 ,提出了高含水原油预分离旋流器分离性能的评价指标、能量消耗计算方法及综合性能评价指标。通过在辛二站的现场试验 ,研究了旋流器的压差 -流量关系、分流比 -压差比关系和处理效果与进口流量、分流比的关系 ,以及综合评价指标与进口流量的关系。由试验看出 ,在较大的流量范围内 ,进口流量对高含水预分离旋流器的分离性能影响不大 ,但分流比对分离性能的影响明显 ,应对分流比严格控制。旋流器的压降与进口流量的平方成正比 ,体积能耗随流量的增加而增大 ,因此综合评价指标随流量的增大而减小。为了在较低能耗下获得较好分离效果 ,应使旋流器在较小进口流量下工作。     

油-水分离用水力旋流器试验

用有机玻璃制成的试验用油-水分离水力旋流器（主直径D＝0．038m）是由旋流腔、大锥体段、小锥体段与圆柱段组成。在自行设计的试验台上进行了水力旋流器试验，试验用污水是用自来水加原油配制而成。入口污水含油浓度为400ppm，入口污水流量为1～6m3／h。试验结果表明，水力旋流器的压力降随入口流量的增加而增加（当入口流量增加到3m3／h，分离效率也随流量的增加而增加），当人口流量增加到5m3／h时，压力降达0．170MPa（分离效率可高达97％）；当分流比在2％～5％时，出口净化水的含油浓度可降至15ppm。     

液—液水力旋流器的入口形式及其研究

就液－液水力旋流器入口形式的种类与有关油－水分离用水力旋流器入口形式的研究工作加以介绍，综合考虑入口与外设管线的连接、流量的合理匹配、入口处可提供的压力、加工制造能力以及水力旋流器内部流场的稳定性等诸多因素，分析了不同入口形式（单入口、双入口、直线型与涡线型入口等）对水力旋流器流场分布及分离特性的影响。     

油—水分离用水力旋流器试验

用有机形影不离制成的试验用油－水分离水力旋流器是由旋流腔、大锥体段、小锥体段、小锥体段与圆柱段组成。在自行设计的试验台上进行了水力旋流器试验，试验用污水是用自来水加原油配制而成，入口污水含油 浓度为４００ｐｐｍ，入口污水流量为１－６ｍ＾３／ｈ。试验结果表明，水力旋流器的压力降随入口流量的增加而增加（当入口流量增加到３ｍ＾３／ｈ，分离效率也随流量的增加而增加），当入口流量增加到５ｍ＾３／ｈ时，压力降     

液-液水力旋流器油水乳化机理研究

为了提高液-液水力旋流器的分离效率,避免油水在分离过程中产生严重的乳化现象,根据流体力学及旋流器的基本理论和方法,深入研究了液-液水力旋流器产生乳化现象的机理,并根据研究结果分析了产生乳化现象的主要影响因素。考虑到工程实际应用特将其与液-液水力旋流器的结构参数、操作参数及进料物性参数结合,逐一分析其对油水产生乳化的影响。分析结果表明,粘度μ、流量Q、入口速度v、分散相表面张力σ对油水乳化起关键作用,在设计和操作时应充分考虑。这项研究可为优化旋流器的结构设计,降低乳化程度,获得最佳的分离效率提供理论参考。     

操作参数对固-液-液三相水力旋流器分离效率的影响

固-液-液三相水力旋流器是水环境污染治理的主要设备之一。分离效率是衡量水力旋流器性能的最重要参数。对分离效率与进料流量、进料浓度等操作参数之间的关系进行了试验研究,并通过受力分析从理论上对细颗粒易受参数影响的原因进行了阐述。     

用改进的油粒轨迹模型预测液-液旋流器效率

在单涡流场理论基础上建立了一种改进的油粒轨迹模型 ,用以预测油水旋流器粒级分离效率。若给定旋流器几何尺寸、操作参数及旋流器进口的油滴粒径分布 ,就可以预测液 -液旋流器的分离效率。模型理论效率预测结果与实测结果比较吻合 ,满足工程精度要求。该轨迹法分离效率模型理论上具有广泛通用性 ,方法简单实用 ,对液 -液水力旋流器工业使用及其优化设计具有重要的指导作用。     

溢流率对液-液旋流器内部流场影响的试验研究

溢流率作为影响液-液水力旋流器分离性能的一个重要参数,对水力旋流器的分离效果有着很大的影响。应用激光测试技术测量了在不同溢流率下的轴流式液-液水力旋流器内部流场的变化特点。测试结果表明,溢流率主要是通过改变旋流器内部轴向速度场来影响旋流器的分离效率,旋流器锥段底部是其内部流场稳定性的"薄弱区",极易受溢流率的影响,对此段结构应做进一步改进。     

导叶式液-液旋流器内流场分布特性研究

为了探寻导叶式液-液旋流器内部流场的流动规律,针对旋流器内部流场的分布特性,借助激光多普勒测速技术(LDV)对其柱锥段内部流场进行了测试分析,发现导叶式液-液旋流器内切向速度存在"双峰"分布,轴向速度存在轴向零速过渡区(WZVV);流量的增大增加了切向速度和轴向速度值,但对无量纲速度无影响。对测试数据的分析可知,导叶式液-液旋流器内切向速度准自由涡参数n与轴向位置z和径向位置r有关,在主分离区域内n值为0.30~0.56;WZVV内临界面为圆柱形面,外临界面是一个柱锥联合面,WZVV的锥角为3,°略大于水力旋流器锥段部分的半锥角。     

水力旋流器用于高含油油水混合液分离的试验

在脱油型水力旋流器的基础上，通过改变部分几何参数设计试制的预分离水力旋流器能适应处理含油量小于２０％的污水的要求。现场试验表明，入口含油浓度Ｃｉ在６％～１５％之间，分流比Ｆ＝１．３Ｃｉ，处理后水的含油量可降至０．５％以下，底流仍有０．３５ＭＰａ的压力，分离效率可达９７％，能满足油田生产的使用要求。     

油水两相旋流分离试验

以油水为工质进行了液－液两相旋流分离的试验，研制了一种高效的油水旋流分离器。研究了流量、回流率、入口含油浓度、油的乳化等因素对分离效率的影响。试验发现旋流压降与流量成指数关系。对旋流分离过程中油粒破碎的机理进行了分析讨论，分析表明当修正韦伯数大于１２时，油料发生破碎。     

螺旋管聚结机理及数值模拟分析

鉴于水力旋流器在污水处理方面存在的不足,提出采用螺旋管聚结器作为水力旋流器配套设备,简化油田地面工艺,提高油田污水处理能力。通过对油滴在螺旋管流域内进行受力分析及运动分析,推导出螺旋管聚结机理公式。同时为了验证公式的正确性,通过改变螺旋管结构参数及流体入口速度来对粒径为30μm的油滴聚结效果进行模拟。模拟结果表明,油相体积分数随着螺旋管回转半径的增大或圈数的增大而增大,而随着螺旋管管径的增大或流体入口速度的增大而减小。     

除油旋流器内壁油滴粒径分布规律研究

除油旋流器是一种离心分离设备,油滴粒径沿旋流器轴向的变化关系到旋流器的分离效率。通过研究进口平均粒径与分离效率的关系;不同流量时旋流器各部位的平均粒径;分流比与旋流器各取样部位平均粒径的关系;进口平均粒径与旋流器各结构段分离效率的关系,得出结论:（1）分流比对旋流器边壁的平均粒径影响不大;（2）在正常分离条件下沿旋流器的轴向各边壁油滴的平均粒径逐渐减小,旋流器的各结构段均有一定的分离能力;（3）旋流器的大、小锥段的分离效率随进口平均粒径的增大而增加,直管段的分离效率基本不随进口平均粒径的变化而变化。     

脱油型水力旋流器分离准数模型的建立

在分析影响脱油型水力族流器分离性能的结构参数、操作参数、物性参数和分离性能指标的基础上，利用相似理论推导出相似准数，结合逐步回归分析方法处理现场试验数据，建立了能反映脱油型水力旋流器分离性能的指标与其影响参数间的分离准数模型，统计检验结果表明，这组模型具有较高的精度。对模型分析后认为：除油效率主要受处理液含油浓度影响，其次受底流口压力与进口压力的比值pu／pi、雷诺准数的影响；分流比主要受pu／pi的影响，其次受溢流口直径和底流口直径影响；要提高旋流器的处理量，主要应增大旋流器的当量直径，但增大族流器的当量直径对提高除油效率却未必有利。该模型的建立对脱油型水力旋流器的参数优化及进一步研究提供了一种方法。     

水力旋流器及其在油田集输系统中的应用前景

水力旋流器是国外近年研制成功的可用于油田油、水混合物分离的一种新型设备，主要由入口段、收缩段、分离段和出口段组成、按其处理对象分有预分离水力旋流器、脱水型水力旋流器和脱油型水力旋流器三种类型。与油田现用的分离设备相比，水力旋流器具有分离效率高、流量调节范围宽、体积小、重量轻、投资少等优点。研究表明，这三种类型的水力旋流器完全可以替代油田现用的沉降分离设备、脱水设备以及污水处理设备，并可实现橇装化，故在油田集输系统中具有很广阔的应用前景。     

油井产液除砂旋流器试验研究

在大罐中自然沉降的除砂方法已不能适应油井产液除砂的要求。为更新油井产液除砂装置，尝试用旋流器来为油井产液除砂。油井产液除砂旋流器与钻井液除砂旋流器虽然工作原理和用途都基本相同，但由于油井产液的粘度及国相粒度分布的特点，油井产液除砂旋流器的设计必须建立在试验的基础上。通过试验，分析了旋流器的分离效率和底流口砂液含砂浓度与旋流器的水力参数和几何参数的关系，并得出了结论：旋流器用于油井产液除砂是可行的；提高分离效率和底流口合砂浓度的途径是降低油井产液粘度，适当提高旋流器进液压力，适当减小底流口直径，改善底流口结构。     

液-液水力旋流器的模拟分析与结构优化

根据计算流体力学的原理和方法,以流场数值模拟为基础,利用大型流体计算软件对液液水力旋流器内流体的运动规律进行了模拟分析。在模拟分析基础上,以提高分离效率为目的对除油水力旋流器的入口形式、溢流出口直径和旋流腔长度进行了优化设计。在实际应用中,应用计算得到的优化结构,可以提高旋流器分离效率6%左右。     

影响水力旋流器除油效率的因素

给出了除油水力旋流器的常用技术术语，分析了分散相（油）液滴在旋流器旋转为场中所受的静分离力，并讨论了影响除油水力旋流器分离效率的因素。结果表明，油水密度差是影响分离效率的重要因素；油滴平均直径越小，分离效率越低，设计时应尽量简化旋流器上游流程，避免设备、管阀对液流的剪切；除油水力旋流器的流量调节比为3～6，当旋流器在最大、最小流量范围内工作时，流量时除油效率的影响较小；除油水力旋流器的最佳分流比为0．5％～5％，它与入口液流的含油浓度有关。