油水分离旋流器结构设计软件开发
发布时间：2021-01-11 11:04
水力旋流器作为一种快速机械分离设备,具有结构简单、操作方便、占用空间小等优点,被广泛应用于油田生产。但由于内部运动规律复杂,对被分离介质物性参数十分敏感,水力旋流器对不同条件的采出液适应性较差。为实现水力旋流器针对性设计,减少重复性工作,本文开发了一套针对其结构设计的软件,对水力旋流器的产品设计具有重要意义。本文是在水力旋流器基本理论基础上,结合CFD计算模拟软件,在Widows运行平台的Visual Studio开发环境下,运用C++程序设计语言,开发了一套针对油水分离旋流器的结构设计软件。首先,集合已有成熟的水力旋流器设计技术,将国内主要油田采出液的物性参数和操作参数进行分级组合,并加入旋流器计算模型,建立油水分离旋流器结构模型库。然后,采用正交试验方法对旋流器主要尺寸参数进行优化设计,修改GAMBIT软件和FLUENT软件的脚本文件,生成命令流分析文件。对GAMBIT软件和FLUENT软件进行集合,实现计算模拟软件自动调用功能。最后,基于CFD计算模拟技术,开发了油水分离旋流器结构设计软件,并进行实例验证。软件根据用户输入的参数,可自动完成旋流器结构选型、几何建模、网格划分、计算...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单锥型水力旋流器示意图
第2章油水分离旋流器的理论分析-6-图2.1单锥型水力旋流器示意图Fig.2.1Sketchmapofsingleconehydrocyclone图2.2双锥型水力旋流器示意图Fig.2.2Sketchmapofdoubleconehydrocyclone2.1.2旋流器工作原理液液分离旋流器的工作原理如图2.3所示，油水混合介质从入口以高速进入旋流腔，在旋流腔内产生高速旋转。液体不断从切向入口流入，推动旋流腔内部的混合介质以旋转运动的形式流向底流口，整个运动轨迹呈现螺旋形。由于混合介质中油相和水相密度不同，所产生的离心力也就不同，这就使油相向中心轴线区域迁移，在轴心区域汇聚后，以轴向旋转运动形式向溢流口移动，最后从溢流口流出。重质相水相由于较大的离心力沿着器壁向底流口移动，最后从底流口排出。
中国石油大学（北京）硕士学位论文-7-图2.3油水分离旋流器工作原理图Fig.2.3Workingprinciplediagramofoil-waterseparationcyclone2.2影响旋流器分离性能的因素液液分离水力旋流器主要的技术参数包括分离效率、处理量和压降，这些反映了旋流器整体的分离性能。结构参数、操作参数、物性参数，每一种参数的改变都可能影响整个旋流器的分离性能。改进结构参数有助于改善旋流器的分离效率，优化操作参数能使旋流器分离效率达到最佳，物性参数则是影响水力旋流器整体分离性能的关键。2.2.1结构参数水力旋流器结构参数主要包括入口尺寸、旋流腔直径及长度、锥角大孝溢流口直径、底流口直径及长度等。油水分离旋流器的结构参数对油水分离的性能影响十分敏感，某一部分结构的改变都有可能对旋流器整体的分离性能产生极大的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于正交的割缝式旋流器结构优选和试验研究[J]. 尚晓峰,马文勇,王志坚,蒋明虎,赵立新. 流体机械. 2017(05)
[2]水力旋流器的底流口直径对其分离性能的影响[J]. 宫振宇,张妍君,鄂承林,刘梦溪,杨斌. 化学反应工程与工艺. 2014(05)
[3]油-水旋流器颗粒体积分数及粒级效率数值模拟[J]. 曾兴钢,邓松圣,肖玉林,房修梁. 后勤工程学院学报. 2013(01)
[4]粘度对液-液旋流器内部流场及分离效率影响的仿真分析[J]. 杨琳,梁政,田家林,任连城,邓雄. 流体机械. 2010(03)
[5]两种不同入口结构型式旋流器内的流场模拟[J]. 马艺,金有海,王振波. 化工进展. 2009(S1)
[6]基于CFD平台的旋流器优化设计系统开发[J]. 艾志久,马海峰,贺会群,肖莉,李振胜,齐广胜. 石油矿场机械. 2007(05)
[7]水力旋流器参数计算及其仿真软件研制[J]. 郝亮,韦鲁滨,侯晓艳. 国外金属矿选矿. 2002(12)
[8]含油污水高效处理系统试验研究[J]. 蒋明虎,赵立新. 化学工程. 2002(01)
[9]高含水原油旋流预脱水及污水除油试验与研究[J]. 刘树亮,吕成魁,鞠武. 石油机械. 2001(09)
[10]溢流口直径对原油预分水旋流器性能的影响[J]. 倪玲英. 石油机械. 2001(02)
博士论文
[1]油水分离水力旋流器分离特性及其软件设计的研究[D]. 舒朝晖.四川大学 2001
硕士论文
[1]脱水型油水分离旋流器性能实验研究[D]. 张西兆.中国石油大学（北京） 2017
[2]构造参数与操作条件对油水旋流分离器性能影响的CFD模拟[D]. 何琴.重庆大学 2015
本文编号：2970654
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单锥型水力旋流器示意图
第2章油水分离旋流器的理论分析-6-图2.1单锥型水力旋流器示意图Fig.2.1Sketchmapofsingleconehydrocyclone图2.2双锥型水力旋流器示意图Fig.2.2Sketchmapofdoubleconehydrocyclone2.1.2旋流器工作原理液液分离旋流器的工作原理如图2.3所示，油水混合介质从入口以高速进入旋流腔，在旋流腔内产生高速旋转。液体不断从切向入口流入，推动旋流腔内部的混合介质以旋转运动的形式流向底流口，整个运动轨迹呈现螺旋形。由于混合介质中油相和水相密度不同，所产生的离心力也就不同，这就使油相向中心轴线区域迁移，在轴心区域汇聚后，以轴向旋转运动形式向溢流口移动，最后从溢流口流出。重质相水相由于较大的离心力沿着器壁向底流口移动，最后从底流口排出。
中国石油大学（北京）硕士学位论文-7-图2.3油水分离旋流器工作原理图Fig.2.3Workingprinciplediagramofoil-waterseparationcyclone2.2影响旋流器分离性能的因素液液分离水力旋流器主要的技术参数包括分离效率、处理量和压降，这些反映了旋流器整体的分离性能。结构参数、操作参数、物性参数，每一种参数的改变都可能影响整个旋流器的分离性能。改进结构参数有助于改善旋流器的分离效率，优化操作参数能使旋流器分离效率达到最佳，物性参数则是影响水力旋流器整体分离性能的关键。2.2.1结构参数水力旋流器结构参数主要包括入口尺寸、旋流腔直径及长度、锥角大孝溢流口直径、底流口直径及长度等。油水分离旋流器的结构参数对油水分离的性能影响十分敏感，某一部分结构的改变都有可能对旋流器整体的分离性能产生极大的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于正交的割缝式旋流器结构优选和试验研究[J]. 尚晓峰,马文勇,王志坚,蒋明虎,赵立新. 流体机械. 2017(05)
[2]水力旋流器的底流口直径对其分离性能的影响[J]. 宫振宇,张妍君,鄂承林,刘梦溪,杨斌. 化学反应工程与工艺. 2014(05)
[3]油-水旋流器颗粒体积分数及粒级效率数值模拟[J]. 曾兴钢,邓松圣,肖玉林,房修梁. 后勤工程学院学报. 2013(01)
[4]粘度对液-液旋流器内部流场及分离效率影响的仿真分析[J]. 杨琳,梁政,田家林,任连城,邓雄. 流体机械. 2010(03)
[5]两种不同入口结构型式旋流器内的流场模拟[J]. 马艺,金有海,王振波. 化工进展. 2009(S1)
[6]基于CFD平台的旋流器优化设计系统开发[J]. 艾志久,马海峰,贺会群,肖莉,李振胜,齐广胜. 石油矿场机械. 2007(05)
[7]水力旋流器参数计算及其仿真软件研制[J]. 郝亮,韦鲁滨,侯晓艳. 国外金属矿选矿. 2002(12)
[8]含油污水高效处理系统试验研究[J]. 蒋明虎,赵立新. 化学工程. 2002(01)
[9]高含水原油旋流预脱水及污水除油试验与研究[J]. 刘树亮,吕成魁,鞠武. 石油机械. 2001(09)
[10]溢流口直径对原油预分水旋流器性能的影响[J]. 倪玲英. 石油机械. 2001(02)
博士论文
[1]油水分离水力旋流器分离特性及其软件设计的研究[D]. 舒朝晖.四川大学 2001
硕士论文
[1]脱水型油水分离旋流器性能实验研究[D]. 张西兆.中国石油大学（北京） 2017
[2]构造参数与操作条件对油水旋流分离器性能影响的CFD模拟[D]. 何琴.重庆大学 2015
本文编号：2970654
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