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1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文波紋板聚結(jié)器流動(dòng)特性的數(shù)值模擬姓名：張海濤申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：張呂鴻20070601中文摘要波紋板聚結(jié)器是油田油水分離裝置的重要設(shè)備。隨著我國(guó)三次采油行業(yè)的迅速發(fā)展，原油采出液的物化性質(zhì)發(fā)生很大變化，主要表現(xiàn)在原油在水中的乳化，程度和穩(wěn)定性的增強(qiáng)?，F(xiàn)有油水分離裝置的除油效率變低，要求開(kāi)發(fā)適合采出液特點(diǎn)的油水分離器。本文從考察設(shè)備的流動(dòng)特性入手，研究了不同內(nèi)構(gòu)件與流場(chǎng)分布之間的關(guān)系，篩選出性能優(yōu)越的穩(wěn)流構(gòu)件，為分散相在連續(xù)相中的浮升與聚結(jié)提供更有利的流場(chǎng)條件，從而優(yōu)化油水分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)，提高油水分離器的分離效率。本文利用CF
2、D軟件，系統(tǒng)模擬了油水分離器各種內(nèi)構(gòu)件流場(chǎng)分布規(guī)律，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，篩選出了性能優(yōu)越的內(nèi)構(gòu)件。模擬計(jì)算結(jié)果表明：(i)入口構(gòu)件可有效改善分離器內(nèi)流場(chǎng)的分布狀況，減緩了入口流體對(duì)分離器內(nèi)流體的沖擊，使分離器內(nèi)部流場(chǎng)更接近柱塞流動(dòng)，更有利于油水兩相的分離。其中離心式入口構(gòu)件較其他構(gòu)件綜合性能更優(yōu)越，可優(yōu)先選擇。(2)流體經(jīng)過(guò)布液板后，明顯改善了流場(chǎng)的分布狀況，有效抑制了漩渦和返混的產(chǎn)生。采用拉格朗日兩相流模型，對(duì)油滴的浮升過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算，考察了油滴粒徑、分離器負(fù)荷與分離效率之間的關(guān)系。模擬結(jié)果表明：(1)油滴在分離器中的停留時(shí)間增加，其分離效率逐漸增大
3、。當(dāng)采出液中油滴的粒徑較小(<10岬)時(shí)，單靠油滴的浮升過(guò)程很難實(shí)現(xiàn)油水兩相的分離。(2)可以采用在分離器內(nèi)部加裝聚結(jié)填料的方法，改變分離器內(nèi)部的流動(dòng)狀況，增加油滴的碰撞聚并被填料捕獲的機(jī)會(huì)，從而提高油水分離效率。波紋板聚結(jié)器數(shù)值模擬結(jié)果表明，聚結(jié)填料彼此相鄰的流體通道交錯(cuò)貫通，使得填料內(nèi)部流體交錯(cuò)流動(dòng)，大大增加了油滴的聚結(jié)機(jī)率，提高了油水分離效率；另外在聚結(jié)填料后方加大穩(wěn)流空間，更有利于提高油水兩相的分離。關(guān)鍵詞：油水分離器；波紋板聚結(jié)填料；油滴浮升；數(shù)值模擬ABSTRACTCorrugatedsheetcoalesceristhemajorequipmentf
4、orremovingwaterfromoil。Asthetertiaryoilrecoverytechnologyrapidlydeveloped,thepropertyofproducedliquidhaschangedgreatly．E孵iallythestabilityofthecrudeoilemulsifiedinwaterhass打engthened．砸1cpoorefficiencyofseparatornOWavailablecouldnotsatisfytherequestofindustrialapplication．Separatorwhic
5、hisappropriatefortertiaryoilrecoverytechnologyneedstobedeveloped。髓eseparatingperformancewasstudiedbyresearchingequipments’flowingproperties．髓erelationshipbetweenflowfieldsdistributionandtheinteriorstructureswasinvestigated．Sotheseparator’Sstructurewasoptimizedforimprovhugtheseparating
6、efficiency．Inordertooptimizewater-oilseparationequipment,theflowfieldswiththreekindsofinletcomponentsweresimulatedsystematicallyusingCFDsoilware．強(qiáng)ecomputationresultswerecomparedandtheinletcomponentwhichhashighperformanceWasselectedfortheseparator．1’11efindingsindicatedasfollows：1．Thee
7、ntrancecomponenteffectivelyimprovedtheflowfielddistributionintheseparatorandsloweddowntheinitialflowfieldimpact．Itenableinteriorflowinsidetheseparatorclosetoplungerflow,suppressingandreducingtheeddycurrentand她她＆whichWasmoreadvantageoustoseparatingprocess．強(qiáng)ecentrifugal—typeentrancecomp
8、onent
