超音速分离器实验系统的研究与分析.pdf

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1、分类号TE868学号152010332密级全日制专业学位硕士学位论文题目超音速分离器实验系统的研究与分析作者姓名曹禹导师姓名、职称康勇教授学科(专业领域)石油与天然气工程提交论文日期名称2018年6月5日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意

2、。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________·注：如

3、本论文涉密，请在使用授权的·说明中指出（含解密年限等）I中文摘要论文题目：超音速分离器实验系统的研究与分析专业：石油与天然气工程硕士生：曹禹(签名)导师：康勇(签名)摘要超音速分离器作为一种新型低温分离装置，与传统的低温分离装置相比，具有清洁环保、分离效率高、能量损耗低、结构简单紧凑、运行安全可靠、工程投资低等优点，使得该装置被国内外很多油气田公司用于天然气的脱水，但是国内对超音速分离技术的研究及工业应用还不成熟，因此对超音速分离器进行室内实验，进一步研究其超音速状态下流场受装置结构及工艺相关参数变化的影响，优化装置结构，最终解决超音速分离

4、器用于工业生产的技术难题。本文对比总结了超音速分离技术在天然气脱水领域的优缺点，研究了超音速分离器的工作原理和设计方法。对前期研究的超音速分离器的关键部件进行了结构上的改进设计和加工制造并装配完成了一套用于室内实验的超音速分离装置，设计并完成了超音速分离器实验平台、实验系统和实验数据采集系统的搭建工作。编写了超音速分离器室内实验的详细操作流程及相关实验注意事项，设计了两种实验方案并完成了该实验方案下的室内试验，收集实验数据并对实验数据进行了详细的分析。借助AnsysICEMCFD对创建的两种物理模型进行结构化的网格划分，利用Fluent15

5、.0对无分离翼的空管模型和有分离翼结构的模型进行流场的模拟并对模拟结果进行了详细的分析，对比模拟结果和实验结果的差距。对后续实验的改进和模拟研究提出了一些建议。本文根据对分离器实验与模拟的研究分析，得到了分离器的结构变化以及不同实验工况等因素对整个流场中压力、速度、温度及激波发生的位置、范围和气流的旋转分离所产生的影响。实验及模拟结果表明该实验型分离器符合超音速分离器的设计要求及流场变化规律，在相同工况、相同模型下的模拟和实验结果基本接近。关键词：Laval喷管超音速实验数值模拟论文类型：应用研究（本文获得陕西省教育厅产业培育项目——“超音

6、速旋流气液分离器研制与应用”的支持，项目编号：16JF022）II英文摘要Subject:ResearchandAnalysisofExperimentalSystemofSupersonicSeparatorSpecialty:PetroleumandNaturalGasEngineeringName:CaoYu(signature)Instructor:KangYong(signature)ABSTRACTAsanewtypeofcryogenicseparationdevice,thesupersonicseparatorhasthe

7、advantagesofcleanenvironment,highseparationefficiency,lowenergydissipation,simplestructure,safeandreliableoperationandlowengineeringinvestment,whichisusedbymanyoilandgasfieldcompaniesathomeandabroadtodehydratethenaturalgas.Becausedomesticresearchandindustrialapplicationsfo

8、rsupersonicseparationtechnologyarenotyetmature,thesupersonicseparatorissubjectedtoanindoo