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油水分离技术广泛应用于工业生产和日常生活,从工业中的海上、陆上石油采出液的分离,污水除油,到生活中餐饮业污水的处理都离不开油水分离技术。由于海上钻井平台空间的限制以及采出液的高含水率,因此油水分离装置正在朝着小型、紧凑和高效的方向发展。为减小设备尺寸,提高分离效率,通常在分离器中加入聚结板等分离内件,聚结板的结构参数和操作参数决定了设备的分离性能,然而以上参数对分离性能影响的机理仍不清楚,本文正是基于这样的背景展开研究的。利用自行设计的油水分离装置,在不同流速、不同入口含油量条件下对聚结板的分离性能进行实验研究;采用Fluent软件对粒径10~100μm的离散相油滴在聚结板通道内的流场分布和油滴运动轨迹进行数值模拟研究,并对结果进行了验证。通过对不同分离速度(0.05m/s、0.08m/s、0.10m/s、0.12m/s及0.15m/s)、不同含油量(3%、5%,体积分数)的操作参数以及不同倾角(30°、60°)的结构参数下聚结板的分离效率及压降分析结果表明:聚结板的分离效率随着流速的增大而降低,在一定范围内增大初始含油量可以提高分离效率,尤其在流速较大的情况下含油量对聚结分离的影响较为明显;板倾角为60°的分离效率高于30°聚结板的分离效率;板压降随着流速的增大而增大,随着板倾角的增大而增大。随着分离过程的进行,离散相油的浓度逐渐减少,通过对不同高度处的离散相浓度分布云图的分析可知,随着高度的增加离散相的浓度也在增加,这可说明油滴上浮过程的运动轨迹。通过对比实验结果和数值模拟结果发现,聚结板的分离效率的变化趋势一致,这说明本文在模拟时选用的方法及模型具有可靠性。本文将这两种研究方法相结合,对影响聚结板油水分离性能的结构参数和操作参数进行了研究,这对于分离元件的结构改进和实际运行参数的控制具有一定的参考作用。