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用于油水两相分离的水力旋流器,广泛应用于石油化工、冶金和环境治理等行业中,而轴向入口水力旋流器因结构紧凑、内部流场稳定、分离效率高而受到越来越多的研究。本文以入口带有螺旋流道,采用轴向进口的方式,底部带有倒锥的水力旋流器为研究对象,研究其分离性能。
本文使用CFD软件对该型水力旋流器进行数值模拟,分析了旋流器大锥段、小锥段等截面处的压力场、速度场、湍动能、油相体积分数分布等情况,计算出了该型旋流器的分离效率,结果表明该型轴向入口水力旋流器的内部流场稳定、分离效率高。
对该型轴向入口水力旋流器进行参数优化,先是对结构参数进行优化,确定好结构参数后,再以该型旋流器的操作参数为研究对象,研究操作参数对分离性能的影响,以得到旋流器分离性能最好时入口流量和分流比的范围。通过对该型旋流器数值模拟,计算得出旋流器的螺旋流道数量、螺旋流道升角、内锥高度和内锥底直径等结构参数对分离效率和压降的影响规律,再运用正交试验的方法,优化得出分离效率高且压降损失低的最佳结构参数组合。改变入口流量和分流比这两个操作参数,在正交试验优化后的旋流器模型基础之上,继续对其进行数值模拟,以得到旋流器分离性能最好时的入口流量和分流比。
本文研究的水力旋流器,在满足分离效率高、压降损失小的前提下,缩小了径向尺寸,其结构更加紧凑,可以适用于一些对空间要求比较高的场所的油水分离,也为轴向入口式的水力旋流器内部流场的深入研究和结构上的改进设计提供理论上的支持和参考。
本文使用CFD软件对该型水力旋流器进行数值模拟,分析了旋流器大锥段、小锥段等截面处的压力场、速度场、湍动能、油相体积分数分布等情况,计算出了该型旋流器的分离效率,结果表明该型轴向入口水力旋流器的内部流场稳定、分离效率高。
对该型轴向入口水力旋流器进行参数优化,先是对结构参数进行优化,确定好结构参数后,再以该型旋流器的操作参数为研究对象,研究操作参数对分离性能的影响,以得到旋流器分离性能最好时入口流量和分流比的范围。通过对该型旋流器数值模拟,计算得出旋流器的螺旋流道数量、螺旋流道升角、内锥高度和内锥底直径等结构参数对分离效率和压降的影响规律,再运用正交试验的方法,优化得出分离效率高且压降损失低的最佳结构参数组合。改变入口流量和分流比这两个操作参数,在正交试验优化后的旋流器模型基础之上,继续对其进行数值模拟,以得到旋流器分离性能最好时的入口流量和分流比。
本文研究的水力旋流器,在满足分离效率高、压降损失小的前提下,缩小了径向尺寸,其结构更加紧凑,可以适用于一些对空间要求比较高的场所的油水分离,也为轴向入口式的水力旋流器内部流场的深入研究和结构上的改进设计提供理论上的支持和参考。