新型超音速旋流分离管的流场特性研究Flow field characteristics of a new type of supersonic cyclone separator.pdf

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1、图书分类号：学校代码：颃士學位狯戈论文题百新型超音速旋流分离管的流场特性研究研究生姓名朱霖轩导师姓名袁宗明（教技）学科专业石油与天然气工程研究方向油气储运工程二一五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保

2、证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（请在以上相应括号内打“”）学位论文作者签名：指导教师签名：丨女年》月曰年么月曰西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研究生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获得西南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己在论文中作了明

3、确的说明并表示谢意。学位论文作者名？年办月曰摘要随着世界经济的蒸蒸日上，环保无害的能源理念逐渐被公众所认可，而天然气作为一种环保能源，在我国的能源结构上正扮演着越来越重要的角色。超音速旋流分离管脱水技术作为一种新型的混合气体分离技术，有着诸多传统方法所无法企及的优点。但目前国内超音速旋流分离管脱水技术应用较少，主要原因是其无法适应复杂多变的实际工况条件。为了能够使这一状况得到改善，本文参考国内外成熟的超音速分离管的结构设计，重新设计了旋流产生器，将其安装位置放在了直管段的入口处，并对新型超音速旋流分离管的流场内部进行了三维模拟。本文的主要研究内容和

4、结论如下：对国内外各型式的超音速旋流分离管结构的相关研究情况进行了调查，分析各个型式的优点和缺点。本文在设计超音速旋流分离管之初就确立了先冷凝再旋转分离的思想，因此将旋流产生器安装在喷管之后，根据分析结果可以发现，本文设计的旋转后置型超音速旋流分离管有良好的分离性能。本文釆用的数值模型可以很好的表现分离管内部的旋转膨胀现象，将旋流产生器安装在直管段入口处，分离管具有更佳的分离性能，旋转后置型的超音速分离管的激波位置可以控制在喷管渐扩段后面。建立了天然气在喷管流动过程中液滴成核与成长的动力学模型，通过实例计算出点位于喷管喉部后处，此时液滴临界半径，在

5、后面的流动过程中，液滴正态分布到达出口时直径成长至。本文所设计的新型超音速分离管在模拟中可以适应不断变化的入口压力条件，且当压损比达到时，可以得到°的露点降。在分析截面流场时，发现在旋转流动后会产生二次蒸发现象。关键词：旋流分离管；超音速；旋流产生器位置；数值模拟；流场特性AbstractWiththedevelopmentofworldeconomics,environmentalfriendlyenergyconcepthasbeengraduallyacceptedbythepublic.Asacleanenergy,naturalgasis

6、playingamoreandmoreimportantroleintheenergystructureofourcountry.Thesupersonicswirlingseparatordehydrationtechnologyisanewtypeofmixedgasseparationtechnology,ithasmanyadvantageswhichtraditionalmethodscannotmatch.Butatpresentdomesticssupersonicswirlingseparatordehydrationtechnol

7、ogyisseldomusedinChina,themainreasonisthatitcannotadapttotheactualworkingconditionofthecomplexandchangeableconditions.Inordertobeabletomakethesituationbetter,inthispaper,thestructuredesignofsupersonicseparationreferstothedomesticandforeignexcellenttube.Redesignedtheswirlgenera

8、tor,itisinstalledonthestraightpipesectionattheentrance,andthr