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《基于CFD的离心式气_液分离器结构设计及仿真优化_张慢来》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2008年第37卷石油矿场机械第51期第50页OILFIELDEQUIPMENT2008,37(10):50~55文章编号:10013482(2008)10005006基于CFD的离心式气液分离器结构设计及仿真优化张慢来,冯进(长江大学机械工程学院,湖北荆州434023)摘要:运用CFD技术优化设计了一种新型离心式气液分离器,以去除气侵钻井液中的小气泡。通过CFD模拟,研究分析了该分离器内湍流状态下的2相流动,以及分层、分离、
2、旋流等复杂现象。模拟结果显示,由于分离器内的运动部件转鼓旋转,钻井液形成强迫旋流,不同密度的气、液相在离心力作用下发生分离。试验测试结果表明,该分离器试验模型的分离性能显著、稳定,保证了钻井液性能尤其是密度的稳定,从而验证了CFD的有效性。在内流场分析的基础上,对分离器试验模型进行仿真优化,改进了入口方式和转鼓结构。结果表明,切向入口有利于改善来液的流动;分离器增加1个旁通管形成循环支路后,有利于降低背压,使排气管壁上的液滴流回到分离器。关键词:离心式气液分离器;2相流动;转鼓;分离性能中图分类号:TE931.
3、102文献标识码:ADesignandSimulationOptimizationofCentrifugalGasliquidSeparationBasedonCFDZHANGManlai,FENGJin(CollegeofMechanicalEngineering,YangtzeUniversity,Jingzhou434023,China)Abstract:WiththetechnologyofCFD,anewkindofcentrifugalgasliquidseparationisdesigneda
4、ndoptimizedtoseparategasentrainedindrillingfluid.Thecentrifugalseparatorhasanupperfluidinlet,anuppergasoutlet,andthebottomisafluidoutlet.Inthisseparator,arotarydrummountedtoarotatingshaftisdrivenbyamotor.ThroughCFDsimulation,theturbulenttwophaseflowinthesepa
5、ratorisstudied,andthecomplexphenomenonoflayer,separation,andswirlisespeciallydiscussed.Thesimulationresultshowsthataforcedvortexisformedduringrotarydrumrotating,andgasliquidtwophasewithdifferentdensityisseparatedundercentrifugalfunction.Furthermore,theseparat
6、ionefficiencyoftheproducedexperimentalseparatoristested,anditindicatesthatthecentrifugalgasliquidseparatorperformssteadilyandefficiently,thusthevalidityofCFDisverified.Inaddition,onthebasisofanalyzinginnerflowfield,simulationoptimizationofexperimentalseparator
7、isdonetoimprovethestructureofinletandrotarydrum.Thesimulationresultshowsthattangentialinletismoreusefultoimprovethefluidflow,andthesidepipe,formingacirculation,addedtotheseparatorisgoodtoreducebackpressure,andmakesthedropletonthewallofventpipeflowbacktothesepa
8、rator.Keywords:centrifugalgasliquidseparator;twophaseflow;rotarydrum;separationefficiency收稿日期:20080306基金项目:长江大学科研启动基金资助项目(801140010113)作者简介:张慢来(1979),男,广东汕尾人,讲
