切向单双入口旋流器油-水两相分离流场及特性研究-论文.pdf

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1、第28卷第3期江苏科技大学学报(自然科学版)Vol_28No．32014年6月JournalofJiangsuUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Jun．2014doi：10．3969／j．issn．1673—4807．2014．03．Oll切向单双入口旋流器油一水两相分离流场及特性研究王军，戴海鹏，姜胜辉，陈宁(江苏科技大学能源与动力工程学院，江苏镇江212003)摘要：运用雷诺应力模型(RSM)及两相流MIXTURE混合模型和SIMPLEC算法对切向单、双人口旋流器内的流场进行模拟分析．采

2、用作图法描述了锥段中间截面处的切向速度、径向速度、湍动能及湍能耗散率，使内部复杂旋流流场的分析得以简化．模拟结果表明：单入口旋流器内流场具有不对称性，呈现偏心结构，双入口旋流器流场具有较好的对称性；油一水分离时，切向双入口旋流器中的分离效率为96％，高于单人口旋流器的94％，但同时增大了能量消耗．实验测试结果显示：流量为3m／h时的实际分离效率为90％，与模拟结果的平均误差为5％，处理流量相同时，采用切向双入口旋流器更能提高分离效率．关键词：旋流器；雷诺应力模型；两相流；数值模拟中图分类号：TD928文献标志码：A文章编号：1673—4807(2014)03—025

3、5—06Separationflowfieldandcharacteristicsofoil·watertwophasesintangentialsingleanddoubleentrancehydrocyclonesWangJun，DaiHaipeng，JiangShenghui，ChenNing(SchoolofEnergyandPowerEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，JiangsuZhenjiang212003，China)Abstract：Reynoldsstressmodel(RSM

4、)，two-phaseflowmixturemodelandSIMPLECalgorithmareappliedtothesimulationofflowfieldintangentialsingle，doubleentrancehydrocyclones．Themethoddescribestheinter—mediatesectionconetangentialvelocity，radialvelocity，turbulentkineticenergyandturbulentenergydissipationrate，andmakestheanalysisoft

5、heinternalcomplexswirlingflowfieldsimplified．Theresultsshowthattheflowfieldinahydrocyclonesingleentranceisasymmetric，havingtheeccentricstructure；theflowfieldofdoubleen-trancehydrocyclonehashighersymmetry．Thetangentialseparationeficiencyofdoubleentrancehydrocyclonef0roilwaterseparationi

6、s96％，higherthanthatofsingleentrancecyclone，whichis94％，butenergyconsump-tionisincreasedatthesametime．Experimentalresultshowsthat，whentheflowrateis3m。／h，theactualsepa—rationefficiencyis90％，andtheaverageerrorofthesimulationis5％．Forthesameflow，thetangentialdoubleentrancehydrocyclonecanimpr

7、ovetheoilwaterseparationeficiency．Keywords：Hydrocyclone；reynoldsstressmodel(RSM)；twophasesflow；numericalsimulation水力旋流器结构简单，广泛应用于石油、化工、种强湍流会造成被分离的介质相随湍流扩散，降低医药、环保等行业的杂质分离、提纯分级等，近年来分离性能，同时增加其能量消耗，利用CFD数值模也开始用于船舶舱底水的油水分离．水力旋流器工拟技术研究旋流器内流场规律及预测性能已经越作时，其内部流场是高雷诺数下的湍流流动，在切来越受到研究者的重视．文献[2]