新型油水分离水力旋流器的仿真模拟与结构优化设计及性能研究硕士论文

《新型油水分离水力旋流器的仿真模拟与结构优化设计及性能研究硕士论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华北电力大学(北京)硕士学位论文新型油水分离水力旋流器的仿真模拟与结构优化设计及性能研究姓名：胡颖申请学位级别：硕士专业：动力工程及工程热物理；热能工程指导教师：刘石201203华北电力大学硕士学位论文摘要油水分离水力旋流器通过利用离心力的作用，使得存在一定密度差的油水两相流体在旋流器中流动时进行快速分离的设备。作为一种在高含水油田及海上油田中实现高效油水分离的装置，利用旋流器进行油水的快速、高效、低能耗分离是油水分离技术研究的一个重要方向，尤其是在深海采油总量不断攀升的紧迫现况下，针对面积有限的海上钻井

2、平台而设计的占用空间小、处理量大的旋流器的研制是十分必要的。本文设计制造的旋流器的结构是经过理论分析、针对现有传统旋流器结构的大幅改造提出的。该旋流器作为新型结构油水分离旋流器，填补了旋流器领域的空白。通过制造不同尺寸的旋流器，在实验室工况下进行油水分离实验。通过对工况下油水分离模拟的相关实验，可以将分离效果性能指标与流场内部流动特性联系起来并以此得到相关验证，为数值计算中分析模拟整个油水分离流程提供参考依据和实验数据。对旋流器内部流场分析研究，以现有基本理论为基础，通过建立与实验所用旋流器相同尺寸、结构

3、的几何模型、采用雷诺应力湍流模型，应用SIMPLE算法利用计算机对不同油相体积分数的油水混合物进行数值计算并模拟了旋流器内部流场的流动情况，分析后得到旋流器内部两相流分离性能及整个流场中流体流动特性的分布规律；从进出口流量、压力降、分流比、分离效率、不同旋流器结构等旋流器性能指标为参照，将数值计算模拟的结果和实验获得的数据进行分析比较，验证了仿真模拟中所应用到得数值计算模型和方法以及对流场流体的分析流程的正确性和可靠性。对更深层次的研发及应用该种新型旋流器进行油水分离提供经验及方向。关键词：旋流器；油水分

4、离；仿真模拟：优化设计华北电力大学硕士学位论文AbstraCtOil—waterseparationcycloneisonedeViceseparatingoiloutofwaterinthecydonethrou曲centrifugalforcebytheuseofdensitydi骶rencebe俩eenoilaIldwater．．耽ehydrocydoneforoil-waterseparationisasimpleande瓶ctivedeVicewiddyusedinthepetroleumiIl

5、dustry．ItisanimportaIltdirectionofoil-waterseparationrcsearchtousethehydrocyclonetorealizefast，efficientaSwellaslow-consumiIlgseparationofoil-water．Itissignif!icanttodeVelopne?whydrocyclonespeciallyappliedinthelimitedareaoftheof珏horedriUingplatf．onnwhichi

6、sofsmalloccupationandhighefficiency．Thehydrocyclonepresentedinthispaperhasbeenputfbr、Ⅳardbasingonrigoroustheoryanalysisandhugemeliorations．Asanewtypeoil—waterseparationhydrocyclone，thedeVicefnledgapofthefieldofhydrocydone．DifferentsizesofdeVicehaVebeenmad

7、etofinishtheexperimentsunderthelaboratorycircumstaIlces．Theoil-waterseparationcycloneseparationpe怕咖anceexperimentValidatestheimmanentconnectionbetweenitsseparationperfonnanceandflowfieldcharacteristics，proVidingthenecessarytestdatafbrtheCFDcalculationanda

8、nalysisprocess．AnumericalsimulationresulthaSbeenachieVedbybuildinggeometricmodelsthatofthes锄esize锄ds锄estructurewithhydrocycloneusedintheeXperimentsandthenusingReynoldsstressmodel，applyingsimplearithmetic啦eTcompariso