国家教育部博士点基金(20132322110002)
- 作品数：19 被引量：106H指数：7
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- 相关机构：东北石油大学中国石油天然气集团公司沈阳航空航天大学更多>>
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- 相关领域：化学工程石油与天然气工程机械工程一般工业技术更多>>
- 流场转速对旋流分离性能影响研究被引量：3
- 2018年
- 应用欧拉-拉格朗日方法,对双锥型液-液分离旋流器内不同入口速度条件下的分离性能进行数值模拟及试验,得出随着旋流场转速的逐渐增大,旋流分离效率逐渐升高。为研究旋流分离过程中不同流场转速对分离性能的影响因素,采用粒子成像测速技术(PIV)对旋流样机内部速度场进行测量试验,并采用高速摄像技术记录了变转速旋流场内离散相分离过程。结果表明:流场转速对旋流分离性能的影响除离心力外,还受到轴向截面上二次衍生涡流数量及分离过程中油核摆动幅度的影响;本文研究的旋流结构内随着流场雷诺数的增加,轴向截面上二次衍生涡流数量逐渐减少。当雷诺数Re≥2.51×10~5时,可以忽略轴向截面上二次衍生涡流对分离性能产生的不利影响;旋流分离过程中流场低转速旋转时油核摆动幅度较大,使离散相分离轨迹发生偏移,使旋流分离性能降低。测量范围内油核摆动最大幅值像素坐标差为100,在t=5.2 s后油核摆动幅值为0,此时可以忽略油核摆动对旋流分离性能的不利影响。
- 邢雷蒋明虎蒋明虎
- 关键词：转速涡量
- 气泡直径对旋流器气液分离的影响被引量：5
- 2016年
- 为了研究气液旋流器内气泡直径对分离和流场的影响,以内锥式气液旋流器为原型,分别设计了3种不同内锥结构的旋流器,建立了网格模型并做了网格无关性验证,网格质量检查结果良好。针对气液混合介质中的气泡单一直径和3种不同直径的组合,应用FLUENT软件,模拟分析4种结构旋流器的切向速度和分离效果。研究表明:分离单一直径气泡时,随着直径的增大,溢流口气相体积分数先增加后减少;分离多种直径气泡混合介质时,随着直径的增大,溢流口气相体积逐渐减少;改变内锥形状可以改善分离效果,分离某一直径气泡的相对最优结构用于分离另1种直径气泡未必是相对最优结构;分离不同直径气泡的相对最优结构可能并不相同。
- 赵文君赵立新刘清阳王圆徐保蕊蒋明虎
- 关键词：旋流器直径切向速度
- 轴入导锥式水力旋流器分离性能研究被引量：12
- 2017年
- 入口是预分离介质进入旋流器的首要通道,入口结构对水力旋流器的分离性能至关重要。在创建轴入导锥式水力旋流器数值模型的基础上,分析了分流比和入口速度对旋流分离器分离性能的影响,并借助试验对模拟所得结果进行了验证。分析结果表明:随着分流比的增加,分离器的分离效率呈现出先逐渐升高后降低的趋势,当分流比为20%时分离效果最好,现场试验的分离效率可达91.5%;轴入式水力旋流器在一定的范围内,随入口速度的增加分离效率升高,当入口速度达到2.4 m/s时,试验分离效率达到92.0%。所得结论可为轴入导锥式水力旋流器的现场应用提供参考。
- 蒋明虎王和静邢雷邢雷
- 关键词：水力旋流器油水分离分流比数值模拟
- 螺旋分离器水流动特性的CFD模拟与PIV试验被引量：21
- 2018年
- 设计了一种新的螺旋分离器,采用CFD数值模拟技术对螺旋分离器的入口管段、螺旋分离段及出口管段内流体流动速度场及压力损失分布特性进行了分析,结合PIV流场测试试验对分离器的入口管段和出口管段内流体流动速度场进行了测量和对比分析。介绍了螺旋分离器油水分离的工作原理、结构参数及PIV实验流程。结果表明:该螺旋分离器螺旋导流效果明显,在螺旋分离段及出口管段内具有持续时间长、离心分离强的螺旋流分离流场;流体流过螺旋分离段后,在出口管段内可形成稳定的螺旋流场;通过对比分离器内入口管段及出口管段PIV试验速度测量值与数值模拟值,结果吻合良好,验证了模拟结果的可靠性;通过分离器的压力损耗分析,指出了螺旋分离器的主要压力损耗位置,设计工况下的分离器最大压力损耗不超过90kPa。
- 徐保蕊蒋明虎蒋明虎王月文赵立新邓鑫
- 关键词：数值模拟螺旋流
- 聚结—旋流分离装置流场特性的数值模拟分析研究被引量：17
- 2015年
- 为了提高水力旋流器的分离效果,提出了一种新型旋流分离装置。根据计算流体动力学方法,应用Fluent软件,以同向出流倒锥式旋流器为原型,模拟了一种新型旋流分离装置——聚结—旋流分离装置,并与同向出流倒锥式旋流器进行对比分析。优选出聚结—旋流分离装置的最佳入口流量、入口含油体积分数、切向水相出口分流比。
- 赵文君赵立新徐保蕊蒋明虎
- 关键词：旋流器数值模拟
- 超重力水力聚结分离器流场分析与性能评估被引量：1
- 2019年
- 采用离散相模型以脱油型水力旋流器为研究对象,分析了不同粒径油滴粒子在旋流场内的运移轨迹,得出随着粒径的增大旋流器的粒级效率逐渐升高。基于油滴运移轨迹设计了一种水力聚结旋流分离装置,可在旋流分离前端通过水力聚结使小颗粒油滴聚并成大颗粒油滴,进而增强旋流分离性能。开展室内试验对水力聚结分离器的分离性能和适用性进行验证。结果表明:粒径在100～900μm范围内随着油滴粒径的逐渐增大,旋流分离效率逐渐升高;水力聚结器可在油滴进入旋流分离器前使油滴碰撞聚结致使离散相油滴粒径分布增大,从而提高旋流器分离效率,其最佳入口进液量在4. 12m^3/h左右,最佳分流比为20%。
- 蒋明虎邢雷邢雷熊峰张勇王羕
- 关键词：水力旋流器聚结
- 介质粘度对三相分离器性能影响的数值分析被引量：3
- 2019年
- 基于计算流体动力学方法,运用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)对一种新型脱油除砂三相一体化分离器内部流场特性和分离性能进行数值模拟分析,得出了介质粘度对三相分离器脱油除砂性能的影响规律。结果表明:介质粘度在1.6~2.8mPa·s范围内变化时,随着粘度的增大,分离效率呈逐渐降低趋势,最佳工况下三相分离器的除砂效率达到93%,除油效率可达95%,呈现出了较好的脱油除砂效果。
- 蒋明虎卜凡熙张勇张勇王维刚
- 关键词：三相分离器流场特性
- 入口形式对旋流器内油滴聚结特性影响研究被引量：10
- 2018年
- 以等截面双切向入口旋流器以及轴向进液螺旋导流入口旋流器为研究对象,采用Euler-Euler双流体模型与群体平衡模型(population balancemodel, PBM)耦合方法,对两种旋流器结构开展数值模拟及分离性能实验,分析两种入口结构对旋流器内油滴聚结特性及分离性能的影响。结果表明:当处理量在2～6 m3?h-1、溢流分流比在10%～30%时,切向入口旋流器分离效率略高于轴向入口旋流器,两种结构最高效率均在99%以上;切向入口旋流器在入口通道内几乎不发生聚结现象,而轴向入口旋流器螺旋入口流道内聚结现象明显且沿流道方向逐渐增强;入口油滴粒径在20～50μm时,切向入口旋流器溢流口油滴粒径分布在91～98μm,底流口油滴粒径分布在87.5～91μm,两出口处油滴粒度分布均大于轴向入口旋流器,对油滴呈现出了较好的聚结效果。
- 邢雷蒋明虎蒋明虎刘伟
- 关键词：水力旋流器
- 基于正交的割缝式旋流器结构优选和试验研究被引量：4
- 2017年
- 为改善螺旋叶片式旋流器分离含油污水的性能,在传统旋流器原型基础上,设计出一种新型割缝螺旋叶片式旋流器。为探究割缝尺寸对分离效率的影响规律,通过正交试验法对割缝尺寸及结构进行优选。通过FLUENT流体软件对优选结构的分离效率、压力场和油相分布进行数值模拟分析,发现正交试验法优选出的结构明显改善油核排出情况,内部速度场具有较好的周向对称性,并且降低了底流口含油量,同时又提高了旋流器分离性能。最后通过试验验证,得到分离效率最高可达93.7%,符合正交试验法的指标估算和数值模拟结果,从而证明了对旋流器溢流管进行割缝设计方案具有可行性。
- 尚晓峰马文勇王志坚蒋明虎赵立新
- 关键词：正交试验法数值模拟试验验证
- 锥角变化对旋流除砂性能影响的数值模拟被引量：4
- 2016年
- 针对在油田开展采出液除砂的必要性进行了介绍,对所研究的除砂型旋流器结构和基本原理进行了说明。利用数值模拟软件Fluent,将某油田现场采出液作为分离对象,对主直径为56mm的除砂旋流器进行变锥角结构数值模拟研究。得出不同锥角结构旋流器的速度场、压力降和砂相体积分数分布的变化规律,并对不同锥角结构旋流器的除砂分离效率进行了对比。研究表明:当锥角为5°时,旋流器内部产生的切向速度最大,底流出口砂相体积分数分布最高,但也伴随着较大的压力降,所完成的砂相分离效率最高为96.30%。
- 张晓光赵立新徐保蕊蒋明虎邓鑫
- 关键词：旋流器锥角除砂数值模拟
