重力式油水分離器性能的數(shù)值模擬.pdf

1、重力式油水分離器是處理船舶油污水的主要油水分離設(shè)備。然而,由于其分離量較小,分離效率低,致使許多船舶或港口的油水分離器備而不用,這就需要開發(fā)出分離效率較高的油水分離器。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的方法可以模擬油水分離器內(nèi)部流場(chǎng)和油滴上浮的軌跡,從而為設(shè)計(jì)和優(yōu)化油水分離器的結(jié)構(gòu),預(yù)測(cè)油水分離的效果提供有效的手段和方法。本文選用重力式油水分離器作為研究對(duì)象,研究了不同內(nèi)部構(gòu)件對(duì)分離器的流動(dòng)特性和分離特性的影響,并對(duì)內(nèi)部構(gòu)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,

2、為油水分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和操作維護(hù)提供技術(shù)指導(dǎo)。
　　 本文利用CFD軟件,采用兩相流模型,首先模擬了油水分離器入口構(gòu)件和穩(wěn)流構(gòu)件的流場(chǎng)和濃度場(chǎng)分布,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,篩選出性能優(yōu)越的構(gòu)件。模擬計(jì)算結(jié)果表明:(1)入口構(gòu)件可有效改善分離器內(nèi)流場(chǎng)的分布狀況,減緩入口流體對(duì)分離器內(nèi)流場(chǎng)的沖擊,使分離器內(nèi)的流場(chǎng)分布均勻,且具有一定的預(yù)分離效果,能更有利于油水兩相的分離。其中,孔隙率適當(dāng)?shù)南驴紫涫饺肟跇?gòu)件的綜合性能最好。(2)穩(wěn)流

3、構(gòu)件的應(yīng)用能夠有效的抑制漩渦和返混的產(chǎn)生,改善流場(chǎng)分布,提高分離效果。其次,本文在對(duì)油滴浮升進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上,計(jì)算模擬了重力式油水分離器內(nèi)油滴的運(yùn)動(dòng)軌跡,并研究了油滴粒徑和停留時(shí)間對(duì)油水分離效果的影響。通過(guò)模擬可以得出以下結(jié)論:隨著油滴直徑的減小,油水分離效果顯著地下降；處理量越小,油滴的停留時(shí)間越長(zhǎng),分離效果越好。
　　 第三,為提高重力式油水分離的分離效果,常采用在分離器內(nèi)部加裝聚結(jié)構(gòu)件的方法。在分離器內(nèi)部設(shè)有聚結(jié)構(gòu)件,