含叶栅和旋流器的组合分离器分离性能测试研究

利用相位多普勒粒子分析仪对包含叶栅分离元件和旋流器的新型组合分离器的分离性能进行测试研究,同时作为对比,在相同工况下对只含旋流器的分离器进行测试。结果表明,在各种工况下,现有只含旋流器的气液分离器的分离效率最高只有94．54％,而该新型组合气液分离器分离效率最高可达97．85％,该分离器分离性能达到设计要求。     

斜板式气液重力分离技术研究

在简要叙述斜板式气液分离器斜板分离室内液滴分离原理基础上,以常规卧式气液分离器设计准则为基础,通过对实际情况的分析与简化导出气液两相分离的数学模型及斜板气液分离器结构设计计算公式.并对常规卧式分离器和斜板式气液分离器分别进行结构尺寸设计与分离效率的对比计算,得出斜板式气液分离器具有实际应用推广价值.     

新型卧式气液分离器内流场数值模拟

为防止风冷热泵冷热水机组中制冷剂液体进入压缩机后造成的"湿压缩"现象,本文建立了气液分离器模拟模型,采用数值模拟方法,分析了分离室内流场变化规律、内部构件对分离性能的影响,从而得到分离器的最佳结构尺寸.结果表明,气液分离器仅靠自身重力而没有任何内部构件时分离时间较长,分离效果较差;在分离室内增加整流板后能够有效的抑制漩涡和返混的产生,基本消除了逆流现象;在分离室入口增加了导流板后,流体速度明显减小,气液分离效率显著提升,导流效果明显.上述研究成果为提高风冷热泵冷热水机组的运行稳定性和延长压缩机的使用寿命提供了重要依据.     

气液旋流分离中两相流动模型的理论研究

气、液旋流分离过程是气、液两相的三维强旋流运动,以漂移流动模型和颗粒轨迹方程为基础。采用欧拉-拉格朗目方法建立一种新的气液两相流动机理模型,该模型可以用来直接计算气液旋流分离器内部流场中连续相、分散相（液滴）的速度分布情况,通过计算能够预测旋流器内部浓度分布情况,并通过对影响气液分率效率的主要原因一出口气体中的液滴夹带情况进行分析计算,预测旋流器的分离性能。     

新型离心式气液分离器的数值模拟

应用fluent数值计算软件,针对自行设计的新型气液分离用离心式分离器进行了内部流场的数值模拟,采用三节点三角形单元划分网格,以保证模型精度.同时采用修正的RNG方程建立湍流模型,以适用于本实验所设计的气液分离器.在此基础上采用牛顿-拉格朗日差值法进行计算,用双精度计算保证计算结果的精度,方程中各项的离散采用二阶迎风格式,压力-速度的耦合采用CFD中经典的SIMPLE算法求解.给出了计算结果,并通过现场实验验证数值模拟计算所得到的结论.     

液-液旋流分离器分离特性数值模拟

液-液旋流分离器内部流场复杂,现有实验条件难以得到较为清晰的流场分布和液-液两相分离过程,用马丁·休教授发明的F型液-液旋流分离器为研究模型,以取油水作为分离介质,采用计算流体动力学技术对液-液旋流分离器进行数值模拟分析.结果表明:液-液旋流分离器内部流场分布特征明显,并在圆柱段、大锥段、小锥段存在不同程度的循环流;其各截面切向速度和轴向速度分布规律与理论分析相一致,切向速度分布中在圆柱段、大锥段和小锥段上端组合涡特征明显,圆柱段和大锥段的轴向速度呈现双W形式;采用分散相模型追踪油滴运动轨迹,证明油水分离的关键在于油滴是否能够在分离区域进入内旋流.     

油-水-气三相旋流器分离验证及气-液腔结构优化

采用Fluent软件数值模拟了新型油-水-气三相旋流器的分离性能,并以分离效率为目标函数对气-液分离腔主要尺寸进行了优化设计。结果表明,该型油-水-气三相旋流器在油滴与气泡直径为50μm时具有最优的分离效率,且其气泡迁移效率较油滴迁移效率高.当气泡直径为50μm时,气-液分离效率达到99%以上;当气泡直径小于40μm时,气-液分离效率随直径的减小显著下降;当气泡直径小于10μm时,气-液分离效率趋近于零.经对比分析建立了溢流口直径与分流比的线性关系式,且得到优选后气-液分离腔最优主要结构尺寸:分离腔长度203mm,分离腔直径60mm,溢流口插入长度20mm.     

柱状螺旋导叶旋流分离器分离特性数值模拟

针对深水生产油气海底混相输送的局限性,设计了柱状螺旋导叶旋流气液分离器,采用RNG k-ε湍流模型与mixture多相流模型对分离器流场及相分布进行了模拟分析,考察了螺距、螺旋圈数等结构参数对相分布及静压分布的影响。结果表明:螺旋通道可以保证油气混相在流动过程中形成明显的气液分离界面,溢流孔有助于分离的气相及时从集气管中排出;螺距的大小是控制旋流强度的关键参数,螺距越小,旋流场越强,相应的能耗也越大;螺旋圈数的增多有利于气液两相充分进行旋流分离;所设计分离器在较大的气液比范围内都具有较好的分离效果。     

油水旋流分离器数值模拟优化研究

采用计算流体动力学（CFD）软件中的雷诺应力模型（RSM）对油水分离旋流器内部流场进行了数值模拟,研究发现采出液在进口处的相互流动干扰对油水分离效果有重要影响,据此提出了一种新型结构——带有空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋的油水旋流分离器。进一步的优化设计和性能试验表明：空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋实现了平滑过渡,从而得到较稳定的流场和较高的分离效率。     

CFBC旋风分离器气固两相流

介绍了旋风分离器内部颗粒运动和数值模拟计算模型的理论研究发展历程.对CFBC旋风分离器中气固两相流动进行了数值模拟,从而研究了旋风分离器内部气固两相流动的特征.数值模拟的结果为新型旋风分离器的优化设计、运行和改造提供了参考.     

带钩波形板分离器分离性能试验研究

对带钩波形板分离器的分离效率性能和阻力特性进行了试验研究.结果表明:风速、含湿率对分离效率的影响大,分离器分离效率随风速升高而降低,随含湿率增加而增大;含水量对分离器阻力的影响很小,分离器阻力随风速的增加而增大.研究结果为高效空冷除湿器设计提供了理论依据.     

厌氧UASB反应器中新型三相分离器的实验研究

根据厌氧UASB中三相分离器的工作原理，分析了三相分离器在目前实际应用中存在的问题，结合小型实验装置，设计出一种结构简单而合理的三相分离器。实验证明，采用这种改良型的三相分离顺，买现了气液固三相的分离，减少了污泥的流失，提高了UASB的容积利用率。     

页岩气测试平台积液原因及排液对策研究

在页岩气排液测试阶段，井口压力、温度较高，采出气中含有大量的饱和水，影响测试平台内工艺设备和采气管线的正常运行。基于此，对饱和水进行现场取样与测试分析，探究测试平台的积液原因。针对积液原因，提出了在波纹板分离器前安装间壁式换热器的方案，以降低波纹板分离器入口的气流温度和饱和水质量浓度，并采用Fluent软件对换热管内部气流温度进行了模拟。结果表明，换热管内气流的平均温度可从入口处的60.34 ℃冷却至出口处的30.00 ℃，通过计算发现饱和水质量浓度可降至0.731 g/m3。同时，提出了在波纹板分离器流道内部加装疏水钩的方案，并采用Fluent软件对流线型与带钩型波纹板分离器的分离特性进行了对比分析。结果表明，带钩型波纹板对液滴的分离效率可由原来的28.90%提高到76.50%，当液滴粒径达到35 μm以上时，其分离效率可达90.00%以上。研究结果对解决页岩气测试平台积液问题具有重要的指导意义。     

直流降膜式旋风除雾器的实验研究与工业放大

研究设计了一种新型高效的除雾设备——直流降膜式旋风除雾器 ,以空气 -水为实验物系 ,测定了Φ2 50 mm的直流降膜式旋风除雾器的压降及除雾效果。实验结果表明 ,压降随气速的增大而增大 ,出口气体含雾量随气速的增大仅略有下降。在此基础上 ,选定了最佳操作条件 ,进行了工业放大 ,工厂应用效果良好     

喷管超音速分离技术在天然气脱水中的应用研究

喷管超音速旋流分离技术是天然气处理工艺技术的一大创新技术,是一种集气体动力学、热力学和流体力学理论为一体的新型气体干燥处理技术,是超音速冷凝与离心分离技术的有机结合。喷管超音速分离器由喷管、超音速翼段、分离段和扩压段四部分组成,它依靠喷管膨胀形成低温、低压超音速流动,并通过超音速翼形成旋流,从而实现冷凝水及重烃的分离。现有研究表明,喷管超音速分离器具有分离效率高,体积小,可实现无人操作,并且不需要使用任何化学药剂等优点,因此该项技术在天然气净化脱水领域具有广阔的应用前景。     

电潜泵用两级涡流气液分离器串联数值模拟研究

为了对比单级分离器和两级串联分离器的分气效果,找出两级串联分离器分气效果不理想的原因, 以潜油电泵用涡流气液分离器为原型,构建了两级涡流串联结构,并通过耦合边界条件,采用欧拉模型-PBM 模型建立了两级涡流分离器数值模拟模型。结果表明,两级串联分离器的分气效果明显好于单级分离器,但两级分离器内部压力小于对应位置处的油套环空压力,导致排气孔处出现回流现象,尤其是上部分离器出口处压差大,流速高,流体含气率大,大幅降低了两级分离器的分气效率;当入口含气率达到90.0%时,两级分离器失效。该研究成果对拓宽潜油电泵应用条件具有重要的现实意义,对类似工具模拟具有重要的借鉴作用。     

生物质燃气焦油的撞击离心分离技术

设计了一种新型生物质燃气焦油分离器。该焦油分离器同时具有冷却降温促焦油冷凝析出和分离焦油液滴的作用。推导了该分离器中旋转叶片的运动轨迹方程。用随机数生成器模拟了500个焦油微珠在分离器横截面的位置坐标,并计算了这些微珠被七级叶片碰撞阻拦的数量,从而得到了分离效率与叶片宽度的关系。结果表明,增加叶轮宽度和叶轮级数、提高叶轮旋转速度能提高该分离器分离效率。在本文设定情况下其最高分离效率可达60%左右。     

体积流量对旋风分离器影响的模拟分析

为改善旋风分离器操作条件,提高其工作性能,以RNG k-ε模型、SIMPLEC计算法、随机轨道模型等描述旋风分离器,使用Fluent软件对旋风分离器压力损失和分离效率进行数值模拟,分析体积流量对不同粒径下颗粒分离效率的影响。结果表明:体积流量的增大能够提高旋风分离器的分离效率,但要以较大的动力消耗为代价;存在着最经济的体积流量值使得旋风分离器工作性能达到最佳,这对节能而高效地使用旋风分离器具有一定的理论指导意义。