旋流分离的湍流涡动数学模型及数值模拟

介绍了旋流器两相流分离的湍流涡动性质。根据修正的旋流器内k—ε湍流数学模型,分析了旋流场内部湍流度及相对湍流度对湍流场流动分布、湍流脉动和分离介质所产生的影响。利用流体计算软件对旋流器内部湍流场、分离介质运移轨迹及切向速度场分布进行了数值模拟。     

含油污水分离动态旋流器湍流流场特性研究

采用DSM湍流模型对含油污水分离动态旋流器的湍流流场进行了数值模拟。模拟结果表明油污水分离动态旋流器内的流场是三维非对称分布的,分析了湍流流场速度的分布规律,轴向和切向速度的模拟结果和实验结果基本吻合,径向速度的模拟将有助于动态旋流器结构及性能的分析,压力降与入口压力对分离效率的影响都是单独通过转速或流量的变化间接体现的。深入研究动态旋流器湍流流场特性及分离机理,对提高分离效率和结构优化提供了参考。     

水力旋流器压力场测试及能耗机理研究

采用高精度动态压力测量仪对不同结构的水力旋流顺压力场进行了测试研究，得到了水力旋流器中压力场的分布规律，探讨了水力旋流器能耗机理并提出了节能的几种途径。     

脱油型水力旋流器结构建模及流场分布特征研究

针对所建立的脱油型静态水力旋流器结构设计模型进行了简要的分析。根据旋流器结构特征，确定其相应的结构参数及比例缩放的关系模型，同时对旋流器流场中液流的自由涡、强制涡、组合涡与螺旋涡分布进行了理论分析与计算，对加深人们对旋流分离技术的理解，具有重要的工程实际意义。     

基于CFD的微型旋流器流场数值模拟研究

对微型旋流器进行了网格划分,确立了边界条件,基于雷诺应力模型(RSM),采用CFD软件对微型旋流器的压力场、速度场和分离介质的运动轨迹分布特征进行了数值模拟研究。分析了旋流器内部分离介质流动分布特征的数值模拟结果。     

双矩形腔静压推力轴承内部流场动态分析

以Q1-205型双矩形腔静压推力轴承为研究对象,采用理论分析、动态仿真和实验测试相结合的研究方法,针对6种入口流速和3种工作转速工况油膜厚度变化对静压轴承的速度场、涡度及压力场进行了分析。采用动网格技术得出不同工况参数下膜厚与封油边流量、涡度、油膜压力关系曲线,揭示了油膜性能动态变化规律。研究发现,油腔内的低速区和高涡度区集中分布于逆流侧封油边处,且油膜厚度越小集中现象越显著,随着入口流速增大,油腔压力升高,低膜厚下高速时由于压力损失严重使得腔内压力随工作转速的增加而有所减少。     

利用激光量测技术和粒子动态分析技术研究旋流器内两相流

采用先进的激光量测技术和粒子动态分析仪，对旋流器内两相流进行直接测量和粒子动态分析，得出了水力旋流器内两相流中固体粒子的粒度分布规律和粒子运动规律。并在实验的基础上，采用数学处理方法拟合出固粒沿旋流器轴向运动的数学模型。     

利用激光量子测技术和粒子动态分析技术研究旋流器内两相流

采用先进的激光量测技术和粒子动态分析仪，对旋流器内两相流进行直接测量和粒子动态分析，得出了水力旋流器内两相流中固体粒子的粒度分布规律和粒子运动规律。并在实验的基础上，采用数学处理方法拟合出固粒沿旋流器轴向运动的数学模型。     

CFD在液一液水力旋流器能耗及分离效率预测中的应用

简要介绍了水力旋流器分离性能测试的实验装置、用于旋流器数值模拟计算的数学模型和分散相模型。计算得到了旋流器的分离效率与流量的关系曲线、粒级效率曲线和压力分布规律，并将计算结果与实测数据进行了对比，这对从理论上评价旋流器的分离性能和结构设计具有重要的意义。     

基于LES方法的壁面旋转旋流分离器内流特性的研究

针对旋流器在井下油水分离的应用过程中,壁面随螺杆泵旋转这一问题,本文基于大涡模拟(LES)方法对壁面旋转旋流分离器内部流场进行数值模拟,并通过LDV测试结果验证了模型的可靠性,得到了壁面旋转旋流分离器内部流场的分布规律。结果表明,正转时,外涡流区的切向速度逐渐增加,内涡流区切向速度增加不明显,轴向速度的变化梯度增大,反转时,影响趋势则正好相反。且旋转效应对不同轴向位置截面的影响并不相同,轴向速度有较明显的差异。     

背压对脱水除油一体式液液分离旋流器流场及分离性能影响的研究

应用FLUENT流体动力分析软件,对脱水除油一体式液液分离旋流器进行了数值模拟,分析了底流背压、溢流背压对旋流器速度分布、流量分率及分离效率的影响。结果表明,底流背压和溢流背压对旋流器流量分率的影响可归结为压降比的影响;底流背压和溢流背压对旋流器分离效率的影响可归结为底流分率的影响;牛顿效率比传统的除油效率和脱水效率更能全面地表征旋流器油水分离的性能。随着底流分率的增大,牛顿效率先升高再降低,存在一个最佳操作点。研究结果及新的表征方法对旋流器的研究和实际应用具有指导意义。     

轴入式两级串联旋流器流场分析与性能评估

为解决狭长空间内无法实现油水两相介质高精度分离的问题,结合旋流分离理论,设计了一种可实现轴向进液的两级串联旋流器,针对该装置开展内部流场特性及 分离性能研究。揭示了不同处理量及分流比对旋流器内速度场、压力场、浓度场以及分离效率的影响规律。结果表明：随着处理量的增大,底流口压降最大值逐渐增大且增长速率逐渐增大,旋流腔内切向速度也逐渐增大;增大一级溢流分流比,可减小环式通道及二级旋流器内的切向旋动能,二级溢流分流比对一级旋流器分离性能影响不大;实验及模拟得出研究范围内一级分流比为20%、二级分流比为15%时分离效率最高,最佳处理量为4.8 m3/h,最佳总分流比为32%;装置对不同流量、不同分流比条件具有较强的适应性,分离效率最高可达99.6%。     

三相分离旋流器内流场及分离性能的研究

三相分离旋流器可实现三相混合物的同时分离,如冷焦水去粉除油。为探究三相分离旋流器流场特征及分离性能,采用CFD软件Fluent对其进行数值模拟研究并通过操作性能试验间接验证。结果表明,三相分离旋流器中心溢流管的设计在保留了一般旋流器流场结构的同时,向上旋流形成两个溢出流,可实现第三相的输出。切向速度在环形溢流管和中心溢流管内均沿半径方向增加,在靠近内壁处达到最大值,且中心溢流管内切向速度最大值比环形溢流管内小。模拟结果表明:冷焦水中油相和固相分离效率分别可达到80%和90%。     

叶片式水力旋流器操作参数优选

采用CFD软件中基于各相异性的雷诺应力湍流模型,应用PC-SIMPLEC算法,对叶片式旋流分离器内部流场进行了全面深入的三维数值模拟,得到了旋流器内部流场的压力分布特性和油相体积分数分布特性。通过数值模拟和试验研究,对旋流器的操作参数进行了优化,分析了不同分流比和流量对分离效率的影响,并最终优选出最佳分流比和最佳操作流量。     

水力旋流器细粒分离效率优化与数值模拟

水力旋流器内流体质点的切向速度、径向速度和轴向速度的分布规律及其流体动力学机理对于细粒分级粒径和效率具有决定性作用,并且受旋流器的结构参数、操作参数和物性参数等因素的影响。选用耐磨耐腐蚀的聚氨酯材料制造的不同规格固液分离水力旋流器,综合考虑分割粒径、处理流量、沉砂产率3项分离效率指标,通过多指标正交试验优化得到分离钙土的工作参数如下:旋流器直径50 mm,底流口直径10 mm,溢流口直径8 mm,并且在0.30 MPa给料压力下可达到分割粒径1.78μm,处理流量为2.39 m3/h的分离效率。同时针对优化后的旋流器工作参数,利用适用于旋流器湍流场的雷诺应力模型,运用FLUENT软件计算不同直径颗粒的亲水性固体在水动力中的速度场,得到分离介质的滞留时间为1.8×10 2s,反向轴速度最大可达3.08 m/s,最大切向速度半径为0.046 m,使得分离效率达到78.6%;从压力场的数值模拟结果看出,径向压强梯度从762.5 kPa/m增大到6 822.2 kPa/m,实现分割粒径达到1.78μm的效果。根据旋流器中压力场、速度场分布特征以及分离介质轨迹等数值模拟结果,提出延长分离介质的滞留时间、提高进料压力、降...     

除油旋流器中的油滴粒径分布及其影响因素

分别采用等动量装置和压力缓冲装置对除油旋流器的进出口和器壁进行油水混合物的联样，并通过CILAS激光粒度分析仪对其粒度分布进行测量，分析了旋流器中的油滴粒径分布及其影响因素。     

基于CFD的泥浆净化旋流器湍流流场数值模拟

采用多相流及雷诺应力湍流模型建立了泥浆净化旋流器流场数学模型。通过对钻孔泥浆用Φ100mm旋流器三维建模,应用ICEM进行网格划分,利用CFD软件FLUENT对旋流器多相流进行三维数值模拟,并对湍流模型、离散方法及边界条件的设置等问题进行了探讨,得到了泥浆净化旋流器速度场和压力场分布,分析了旋流器空气柱的形成及发展机理。     

复杂轴承流体动力学特性的边界元分析

用边界元方法对复杂轴承中四叶轴承的流体动力学特性进行了分析，得到了轴承润滑区的流场分布、轴颈表面和轴承内表面上的压力分布。结果表明：在四叶轴承的每个尖角处形成了规则的环流，环流的方向与轴颈的旋转方向相反；轴颈表面的压力分布呈周期性变化，压力的最大值在轴承润滑区相对狭窄的区域，但不是最狭窄的区域；轴承四叶所受的压力具有极强的相似性和对称性；轴承所受压力的极大区和极小区恰与轴颈所受压力的极大区与极小区相对应。     

污水除油旋流器内流场的CFD模拟

简要地介绍了液-液旋流分离器的工作原理、优点和应用.对旋流器进行几何建模,并对模型进行网格划分和定义边界条件.用计算流体力学CFD数值方法,并采用RSM模型对污水除油旋流器的流场进行了数值模拟.对液-液两相流场进行了研究,得出分离器内部的速度场、压力场、粒子轨迹分布和各相体积分数分布图.初步揭示了液-液两相分离的现象....