錐筒式旋流除砂器的分離性能數(shù)值模擬研究.pdf

1、旋流除砂器具有結(jié)構(gòu)簡單無轉(zhuǎn)動部件、成本較低和體積緊湊等優(yōu)點，是油氣田生產(chǎn)過程中的常用分離設(shè)備。本文利用計算流體力學(xué)軟件FLUENT對錐筒式旋流除砂器的內(nèi)部流動進行了數(shù)值模擬研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用雷諾應(yīng)力模型(RSM)、對流項的QUICK離散格式、壓力梯度項的PRESTO!壓力插補格式和壓力速度耦合SIMPLEC算法對旋流除砂器氣相流場進行數(shù)值模擬計算，分析研究了氣相流場速度、壓力和湍流分布規(guī)律以及旋流除砂器內(nèi)部的

2、二次流現(xiàn)象。
　　(2)采用相間耦合的隨機軌道模型對旋流除砂器氣固兩相流進行數(shù)值模擬計算，通過跟蹤分析固體顆粒的運動軌跡，揭示固體顆粒在旋流除砂器內(nèi)的運動規(guī)律，而且研究了操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對旋流除砂器分離效率的影響作用。
　　(3)利用統(tǒng)計學(xué)中的方差分析和回歸分析方法對氣固兩相流動時操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對旋流除砂器分離效率的影響進行顯著性分析，并且得出操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對分離效率的影響關(guān)系式。
　　(4)在氣固兩相流動數(shù)

3、值模擬基礎(chǔ)上采用混合模型(Mixture Model)對旋流除砂器氣液固三相流動進行初步數(shù)值模擬計算，主要分析研究了不同含液量和不同液砂比工況下旋流除砂器的分離效率，以及氣液固三相流動時結(jié)構(gòu)參數(shù)對旋流除砂器分離效率的影響作用。
　　研究結(jié)果表明，錐筒式旋流除砂器的內(nèi)部流動是十分復(fù)雜的三維強旋轉(zhuǎn)運動，顆粒所受到的離心力在顆粒旋轉(zhuǎn)分離過程中起主導(dǎo)作用，且旋流除砂器的內(nèi)部存在二次流，會使分離性能下降;顆粒粒徑和入口速度兩個操作參數(shù)與排氣