新型轴流导叶式气液旋流器流场数值模拟.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第43卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．01．040新型轴流导叶式气液旋流器流场数值模拟黄龙，邓松圣，王斌，陈志(1．后勤工程学院，重庆401311；2．中铁十一局集团第五工程有限公司建安分公司，重庆400030；3．中国石油集团工程设计有限公司西南分公司，四川成都610041)摘要：针对某新型轴流导叶式气液旋流器．利用CFD软件进行了真实工况下的流场数值模拟。采用分区段的混合网格提高了网格质量

2、，湍流模拟采用了精度较高的RSM模型。通过模拟得到了旋流器内部流场的速度及压强变化规律，结果表明：该旋流器流场与传统旋流器有较大区别，流场对称性很好，且直筒部分流场只存在下降外旋流，而无上升内旋流；切向速度与轴向速度分布规律相似。径向速度由于直筒结构保持较小水平；压降主要表现为动压损失，且导叶处压降损失最大。关键词：轴流；导叶式旋流器；气液分离：流场中图分类号：TQ051．8文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)1—164-4NumericalSimulationoftheFlowFiledofAxia1．flowVane

3、—GuidedCycloneforGas-LiquidSeparationHUANGLong，DENGSongsheng，WANGBin，CHENZhi(1．PLALogisticsEngineeringUniversity，Chongqing401311，China；2．Jian’anBranchofChinaRailway1lthBureau5thCo．，Ltd．，Chongqing400030，China；3．ChinaPetroleumEngineeringCo．，LTDofSouthwestCompany，ChengduSich

4、uan610041，China)Abstract：Anumericalsimulationoftheflowfiledofaxial—flowvane—guidedcycloneforgas—liquidseparationwascarriedoutusingCFDsoftware．HybriddonsplitvolumeswasusedtoimprovethequalityofthedandtheturbulencesimulationwasbasedonRSMmode1．Theresultsincludevelocityandpres

5、surefieldofthecyclone，andshowthattheyaredifferentfromthetraditionalcyclone’S．Theflowfieldisofgoodsymmetrical，andthereexistsonlydownwardexternalvortexandnoupwardinnervortexinthestraightpart．Thetangentialvelocityandaxialvelocitydistributionisthesamebutradialvelocityisverysm

6、al1．Thepressuredropismainlycausedbydynamicpressureloss，andthebiggestlossislocatedintheflowaroundthevanes．Keywords：Axial—flow；Guidedvanecyclone；Gas—liquidseparation；FlowfieldO前言传统切向人口旋流器相比，轴流导叶式旋流器具有结天然气作为一种较为清洁的能源越来越受到人们构紧凑、压降低、处理量大等特点[4]。是气液分离器重视，2000年以来消费量一直保持两位数增长⋯。人口较

7、为理想的初级分离设备。而天然气生产过程中一项重要程序是进行气液分离．由于该新型旋流器迥异于已有的旋流器，不存在防止气体夹带的液滴腐蚀、堵塞管道、阀门等，影响锥形段也没有溢流口，其内部流场分布还是未知，所正常生产。大流量的气液分离设备按原理一般分为两以有必要对其进行研究。但是受实验条件限制，单纯类即重力分离与离心分离(旋流分离)，而新型组合通过实验方法来研究旋流器流场费用高、周期长。故式气液分离器将两种原理结合以实现高效率的气液分采用了数值模拟研究，应用目前应用最为广泛的CFD离，即采用旋流分离作为重力式分离器的入口进行初软件Fluent，

8、采用3D建模，模拟了实际工况下该旋分离，除去大部分流体及大液滴，减少气体紊流及液流器的流场。滴夹带，为二级分离做好准备_2]，如图1所示。与收稿日期：2013—12—03基金项目：重庆市教委重