轴流导叶式旋流分离器研究进展

轴流导叶式旋流分离器研究进展①

寇杰丛轶颖王德华王冰冰

(中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院)

摘要从结构设计二数值模拟和实验研究3个方面介绍了轴流导叶式旋流分离器的国内外现状,并对今后轴流导叶式旋流分离器的研究提出一些建议三认为要加强分离机理的研究,数值模拟与实验研究应同步开展,建立能真实反映分离器内流场的数学模型三同时要加强结构优化设计的研究,建立一套可用于轴流导叶式旋流分离器结构设计和分离性能预测的计算方法三

关键词旋流分离器轴流导叶式结构设计数值模拟实验研究

中图分类号TQ051.8+4 文献标识码A 文章编号0254-6094(2018)04-0406-05

旋流分离器是一类基于离心分离理论研制出来的分离器,广泛应用于石油二煤矿及制药等领域三早在20世纪60年代,国内外许多学者就已经开始对旋流分离器进行理论和实验研究,进入旋流分离器的多相流体由于密度差会受到不同的离心力作用,轻质相所受离心力较小,聚集在分离器轴心处,重质相所受离心力较大,向分离器内壁运移,这样就实现了混合介质的分离三

常规旋流分离器多采用单切向或双切向入口结构,其径向尺寸的增加会在一定程度上制约旋流分离器的应用,尤其是对于一些对分离设备的空间结构布局有特殊要求的环境,例如:狭长的井下空间环境[1]三为此,有研究人员设计出一种轴流导叶式旋流分离器,通过在入口处安装导向叶片,将原本的切向入口结构改为轴向入口结构,使它在尺寸上达到紧凑化二小型化,同时可有效改善入口处循环流,提高内部流场的稳定性,减少压力损失三目前,国内外学者对切流式旋流分离器的研究已经较为深入,而轴流导叶式旋流分离器的研究仍处于起步阶段三因此,对轴流导叶式旋流分离器的研究进展加以分析总结,对今后的研究和发展有重要意义三

1 结构设计

轴流导叶式旋流分离器是在Thew型液-液水力旋流器[2]的基础上,通过改进入口形式,加入导向叶片开发而来的,主要由入口二导向叶片二筒体二溢流管二底流口组成,其中导向叶片二筒体结构和溢流管结构都对分离性能有重要影响三轴流导叶式旋流分离器的基本结构如图1所示

三

图1 轴流导叶式旋流分离器的基本结构1.1 筒体结构

轴流导叶式旋流分离器的筒体结构主要有单锥型二双锥型和柱型3种三陆忠韩等运用计算流体力学(CFD)方法,对用于油水分离的锥型和柱型旋流分离器分别进行了数值模拟,通过比较分析发现,在相同工况下,锥形结构可以减弱分离器内部的湍流运动,避免油滴发生剪切破碎[3]三金向红等设计了一种轴流式气液旋流分离器,分别

对管柱式和管锥式这两种不同的筒体结构进行对比实验[4],实验结果表明,在同一流速下,管柱式旋流分离器的压力损失比管锥式的高;在较高流速下,管锥式旋流分离器的分离效率比管柱式的低;在较低流速下,管锥式旋流分离器的分离效率

604化工机械2018年

①作者简介:寇杰(1969-),教授,从事油气集输二腐蚀与防护二油气储运安全等方面的教学和研究工作,1203469196@

https://www.wendangku.net/doc/3b13987438.html,三

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