新式脱水型水力旋流器分离性能实验与流场模拟

发布时间：2020-06-10 15:46

【摘要】：炼油常减压生产的轻油中含有的盐类,会影响轻质油品的质量,造成设备腐蚀,对油品的储存、运输及加工过程造成极大的危害。在轻质油品中添加洗盐水并采用脱水型水力旋流器进行油水分离可以达到净化油品的目的。传统的脱水型水力旋流器通过离心力产生内外旋流实现油水的分离,但该过程中由于油水间密度差较小,导致所分离出的两相并不纯粹。本文基于传统脱水型旋流器分离不完全的问题,在旋流器底流口添加一圆柱段,该段可通过增强沉降分离的作用来改善旋流器的分离性能。同时,采用白油和水的混合液作为实验介质,通过实验对比了基准型旋流器和新式旋流器的分离性能,验证了新式旋流器结构设计的合理性。借助数值模拟手段,研究了新式旋流器内部流场参数随操作条件和结构参数的变化,对比了新式结构旋流器与基准型旋流器的内部流场,着重分析了新式旋流器分离性能产生变化的原因。研究的主要结论为:(1)实验结果表明,在低流量范围内,新式结构旋流器的分离效率优于基准型旋流器,且其整体压力降损失较小,但在高流量范围内结果相反。(2)通过对比新式结构与基准结构旋流器底流压力降与溢流压力降的模拟数据和实验数据,验证了数值模拟方法和湍流模型选择的合理性。模拟结果表明新式结构与基准结构旋流器的大锥段、小锥段及直管段中的切向速度、轴向速度、径向速度及湍动能的变化趋势基本一致,但新式旋流器流场的稳定性及均匀度优于基准型旋流器,说明新式旋流器的沉降段更利于油水的分离。(3)对比了新式结构与基准结构旋流器溢流口、大锥段、小锥段和直管段内压力场的分布特性,模拟结果表明相同工况下,新式旋流器溢流口、锥段和直管段的压力均低于基准型旋流器,说明新式旋流器具有降压的作用。(4)通过对比新式与基准型旋流器的压力梯度分布云图,发现在相同流量下,压力沿径向梯度分布规律基本一致,二者均在溢流管伸入造旋腔处的底端出现了不同程度的负压区,且新式旋流器的负压区较基准型更大,说明新式旋流器更利于轴心处轻质相向溢流出口的运移。(5)通过对比新式与基准型旋流器的含油浓度分布曲线,发现在流量较小时,新式旋流器在底流管段含油浓度较基准型更低。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE96

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 任向海;彭振华;张园;丁雯;李森;徐德奎;;水力旋流器模态测试与振动特性分析[J];噪声与振动控制;2019年02期

2 隋元伟;董强;宁朋歌;;水力旋流器数值模拟参数的基础研究[J];合肥学院学报(综合版);2019年02期

3 肖学;;水力旋流器应用的现状及发展趋势[J];化工设备与管道;2018年03期

4 姬宜朋;陈家庆;方相九;李京瑞;刘美丽;;气泡强化柱状水力旋流器结构优化研究[J];油气田地面工程;2018年08期

5 张蓓蓓;蒋明虎;邢雷;卢秋羽;慎英才;;不同入口流速下新型水力旋流器内部流场分析[J];大庆师范学院学报;2016年06期

6 姚薇;;水力旋流器的发展与应用前景[J];石油知识;1997年02期

7 刘仁桓;王金花;谢知峻;焦慧娟;孟庆宇;金有海;;组合式水力旋流器操作参数对其分离性能的影响研究[J];化工机械;2014年04期

8 Б.А.櫖斯林尼柯夫;А.Н.包里苏科;旭光;;具有辅助磁场的水力旋流器[J];重型机械快报;1963年13期

9 许妍霞;宋兴福;吴亚洲;国有孝;李树民;孙泽;于建国;;溢流口结构对水力旋流器性能影响的模拟分析[J];华东理工大学学报(自然科学版);2012年03期

10 李慧;张发厅;;基于水力旋流器三维数值模拟的结构参数研究[J];山西建筑;2011年08期

相关会议论文 前10条

1 刘晓敏;赵文欣;蒋明虎;;脱油型动态水力旋流器结构与分离现象研究[A];全国首届旋流器分离理论与应用研讨会论文集[C];2002年

2 王尊策;刘晓敏;蒋明虎;李枫;;脱油型复合式水力旋流器设计及分离特性研究[A];全国首届旋流器分离理论与应用研讨会论文集[C];2002年

3 王显军;刘培坤;;用于水力旋流器的耐磨蚀材料[A];全国首届旋流器分离理论与应用研讨会论文集[C];2002年

4 庞学诗;;水力旋流器的选型与计算[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年

5 李奎山;何利民;;油水分离水力旋流器的尺寸试验筛选[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年

6 李奎山;何利民;;油水分离水力旋流器的尺寸试验筛选[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年

7 苏文献;许斌;;除油水力旋流器分离过程的数值模拟分析[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年

8 庞学诗;;水力旋流器综合效率评价法[A];第二届旋流分离理论与应用研讨会暨旋流器选择与应用学习班论文集[C];2006年

9 盛磊祥;陈国明;张彦廷;;基于CFD的动态水力旋流器正交试验分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年

10 马钦;郭宗新;;水力旋流器用于氢氧化铝晶体分级试验研究[A];全国首届旋流器分离理论与应用研讨会论文集[C];2002年

相关博士学位论文 前10条

1 张军;基于水力旋流器的煤泥超细分级机理研究[D];中国矿业大学;2019年

2 赵传伟;螺杆泵井下油水分离生产系统优化技术研究[D];中国石油大学(华东);2014年

3 冯静安;电石渣除杂水力旋流器关键参数数值模拟试验优化与影响分析[D];华中科技大学;2017年

4 李枫;油田污水处理复合式水力旋流器分离机理及特性研究[D];大庆石油学院;2008年

5 王尊策;复合式水力旋流器的结构及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

6 王志斌;水力旋流器分离过程非线性随机特性研究[D];四川大学;2006年

7 陈德海;气携式液—液水力旋流器分离机理及试验研究[D];东北石油大学;2011年

8 崔宝玉;水力旋流器流场及分离过程的数值试验研究[D];东北大学;2014年

9 舒朝晖;油水分离水力旋流器分离特性及其软件设计的研究[D];四川大学;2001年

10 王剑刚;三维旋转湍流场激光测速研究[D];华东理工大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 朱剑伟;微型水力旋流器分离含淀粉颗粒的豌豆蛋白浆液的数值模拟以及实验研究[D];江南大学;2019年

2 黄帅彪;小直径水力旋流器固—液分离性能的实验研究[D];青岛科技大学;2019年

3 包娜;宽流量水力旋流器参数优选与流场特性研究[D];东北石油大学;2019年

4 刘颖红林;新式脱水型水力旋流器分离性能实验与流场模拟[D];中国石油大学(北京);2018年

5 李s，

本文编号：2706506