T形多分支管內氣液兩相分離特性研究.pdf

1、隨著海洋油氣開發(fā)在石油工業(yè)中越來越重要,適用于海洋特殊環(huán)境的氣液分離器必須滿足緊湊高效的特點,在這種背景下管式分離的概念引起研究人員的關注,利用T形管路進行相分離正體現(xiàn)了這種思想。本文利用氣液兩相通過T形管路的相分配不均現(xiàn)象,將多根T形管串聯(lián)組成T形多分支管,形成一種簡易的氣液分離器。研究采用數(shù)值模擬和實驗相結合的方法,對氣液兩相在T形多分支管內的流動特性及分離效果進行了深入研究。主要研究內容和結論如下:
　　 本文首先建立T形

2、多分支管的幾何模型,利用CFD軟件FLUENT,選擇歐拉多相流模型和混合λ-ε湍流模型來模擬研究T形多分支管路結構參數(shù)及操作參數(shù)對氣液兩相分離的影響規(guī)律。
　　 模擬結果發(fā)現(xiàn):在T形多分支管內,經(jīng)過多根分支管的分流作用和分支管間的沉降分離,氣液兩相能夠實現(xiàn)有效的分離;在影響T形多分支管的結構參數(shù)中,分支管間距和分支管數(shù)目為主要影響因素,而分支管高度、分支管管徑和管路傾角的影響相對較小;進出口的變徑設置能夠有效提高分離效果;入口混

3、合流速的增大會導致分離效率顯著下降;隨著分流比的改變,分離效率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;T形多分支管更適用于含氣率大于0.4的工況。
　　 根據(jù)數(shù)值模擬結果優(yōu)選出的結構參數(shù),將T形多分支管加工成型,采用空氣和水作為介質,對氣液分離效果進行實驗驗證。實驗研究發(fā)現(xiàn):實驗結果與模擬研究得到的規(guī)律基本一致;氣液兩相經(jīng)過T形多分支管后基本實現(xiàn)了分離,在保證氣相采出率的基礎上,當氣液比大于1時液相采出率整體上有所提高,改變分流控制可有效提高液