基于CFD-PBM模拟水力旋流器油水分离特性研究

作     者：贾朋 陈家庆 蔡小垒 孔令真 王春升 尚超 张明 石熠 Jia Peng;Chen Jiaqing;Cai Xiaolei;Kong Lingzhen;Wang Chunsheng;Shang Chao;Zhang Ming;Shi Yi

作者机构：北京石油化工学院机械工程学院/深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室北京102617 中海油研究总院工程研究设计院北京100028 

出 版 物：《石油化工高等学校学报》 (Journal of Petrochemical Universities)

年 卷 期：2021年第34卷第4期

页      面：58-65页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 0808[工学-电气工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：“十三五”国家科技重大专项子课题(2017ZX05032005-002) 北京市高水平创新团队建设计划项目(IDHT20170507) 

主　　题：水力旋流器 数值模拟 群落平衡模型 粒径分布 分离效率 

摘      要：分析讨论了常规欧拉模型和耦合PBM下水力旋流器的静压力、切向速度及湍流耗散率等流场信息分布规律,结果表明在流场预测方面二者基本一致。在此基础上,采用基于PBM模型的CFD数值模拟方法,对水力旋流器的分离特性进行研究,并探究了不同入口流量、溢流分流比、油相黏度及密度等因素对油滴粒径分布以及油水分离特性的影响。结果表明,随着入口流量的增加,水力旋流器的分离效率呈先增大后减小的趋势,在处理量为4 m3/h时达到98%的最高分离效率;溢流分流比的增大有利于提升分离效率;随着油相黏度的增大,油滴受到的径向力减小,不易发生聚结,使分离效率明显降低;油相密度的增大导致尾管段平均油滴粒径的增加,使分离效率明显降低。总体而言,利用CFD-PBM数值模拟方法可以获得水力旋流器内部油滴粒径分布及变化特性,有利于从不同尺度揭示水力旋流器的分离机理。