三相旋流式分离器液固出口结构对分离效率的影响
[Abstract]:The cyclone separator has the advantages of simple structure, low cost and high separation efficiency, so it is widely used in the production process of oil and gas fields. In this paper, the distribution of flow field in a three-phase cyclone separator is studied by means of theoretical analysis and numerical simulation, and its structural parameters are optimized. The main contents are as follows: (1) the initial model of the separator is established by theoretical analysis. The initial model is numerically simulated by the computational fluid dynamics software FLUENT, and the velocity of the gas flow field in the separator is analyzed by the Reynolds stress model (RSM). The distribution law of pressure and other physical quantities is discussed. The axial zero velocity envelope is discussed. (2) the gas-liquid two-phase numerical simulation is carried out by using the coupled random orbit model in Euler-Langrange coordinate. The motion trajectories of single droplet and droplet group are analyzed. It is found that the droplet motion trajectories with different particle sizes and different incident positions are different, and short-circuit flow and backmixing occur in the initial model, which are not conducive to separation efficiency. It is necessary to optimize the separator. (3) in view of the deficiency of the initial model, the optimization scheme is established, and the structural parameters of liquid-solid outlet of the cyclone separator, such as the height of the bottom flow tube, the diameter of the bottom flow tube and the height of the cone tube, are optimized and analyzed. Finally, the optimal structure model is determined. (4) based on the numerical simulation of gas-liquid two-phase flow, the Mixture multi-phase flow model is used to simulate the gas-liquid-solid three-phase flow separator after structural optimization, and its concentration and velocity are analyzed. The distribution of pressure and other physical quantities is compared with the initial model, and the separation efficiency and pressure loss of the rotary flow separator under different inlet flow conditions are studied. The optimal inlet flow interval of the optimized cyclone separator is determined to ensure the efficient operation of the separator. Through the above research, this paper provides a certain theoretical basis and reference for the further analysis of separation mechanism, separation characteristics and structural optimization of three-phase cyclone separator, and provides a reference for the design of efficient three-phase cyclone separator in engineering.
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE931.1
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,本文编号:2188021
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