柱型旋流器内油-水两相流的流场特征和分离性能
Investigation on flow field and separation characteristics of oil-water two-phase flow in cylindrical cyclone
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文摘
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柱型旋流器采用切向入口的方式产生稳定的旋流场,实现两相的分离,具有占地面积小和分离效率高等优点。该文采用数值模拟的方法对旋流器内油-水两相流动时的流场特征进行系统的分析,并采用原油对旋流器的分离性能进行实验验证,研究结果可直接应用于石油工业中的原油-水两相分离。数值模拟中将研究得到的混合液表观黏度计算模型嵌入到CFD软件中,有效提高了计算的精度。研究得出,柱型旋流器的切向入口、柱型主体和溢流口等综合设计在其内部能够形成稳定且有效的强旋流场,深入揭示了油-水两相的分离机理和过程。分流比对柱型旋流器中心涡长度的影响较为明显,随着溢流口分流比的增加,中心涡的长度近似呈指数增加的规律,指数系数约为0.39,分流比对零轴向速度面的影响微小。得出柱型旋流器处理后的水中含油率可由8.26%降至约0.18%,对应的分离效率为64%。柱型旋流器主体的管径对处理效果具有较大的影响,实际应用中,需针对不同的来液条件进行柱型旋流器的选型和设计,且旋流器对于原油-水两相的分离效果存在最佳分流比。 |
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其他语种文摘
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Cylindrical cyclone is new type of oil-water separation equipment which can produce a stable swirling flow field by through the tangential inlet design. It is advantaged on the space usage and separation efficiency. In the paper, the oil-water two-phase flow field and separation characteristics in cylindrical cyclone is studied by the numerical simulation and experiments. The results show that the structure design of the cylindrical cyclone can produce a stable and efficient velocity distribution which is useful to the oil-water two-phase separation. The flow split ratio has a great influence on the length of the core vortex. As the increasing of the up-outlet flow split ratio, the length of the core vortex in the cylindrical cyclone is increased according to an exponent rule and the index coefficient is about 0.39. Furthermore, the effect of the structure and inlet flow parameters on the separation phenomenon is researched systematically. The oil volume fraction in the down-outlet can be decreased from 8.26% to 0.18% by through the cylindrical cyclone. Moreover, the diameter of the cylinder has a great influence on the separation results, so the dimension of the cylindrical cyclone should be designed for different inlet conditions in order to obtain the optimal separation consequence. There is a best flow split ratio of the cylindrical cyclone for a fixed inlet conditions. |
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来源
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水动力学研究与进展. A辑
,2022,37(1):49-55 【核心库】
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DOI
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10.16076/j.cnki.cjhd.2022.01.007
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关键词
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油-水分离
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柱型旋流器
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数值模拟
;
流场特征
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分离效率
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地址
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1.
中海油能源发展装备技术有限公司深圳分公司, 深圳, 518000
2.
中海石油(中国)有限公司深圳分公司, 深圳, 518000
3.
中国科学院力学研究所, 北京, 100190
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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1000-4874 |
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学科
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石油、天然气工业 |
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基金
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国家自然科学基金
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文献收藏号
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CSCD:7251461
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参考文献 共
18
共1页
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1.
陈家庆. 高含水油井采出液预分水技术发展现状与展望.
石油学报,2020,41(11):1434-1443
|
CSCD被引
10
次
|
|
|
|
|
2.
王胜. 导流片型油水旋流分离器的入口结构优化.
石油机械,2019,47(4):80-84
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
3.
李枫. 聚并破碎模型对T型管分离器流场特性及分离性能影响.
流体机械,2020,48(11):17-24
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
4.
张军. 管道式分离技术及其在油气行业混合介质分离中的应用.
环境工程学报,2021,15(3):782-790
|
CSCD被引
3
次
|
|
|
|
|
5.
薄启炜. 重力式井下分离确定分流比的实验研究.
石油机械,2003,31(6):3-5
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
6.
池燕妮. 液液旋流分离器的数值模拟研究进展.
过程工程学报,2021(10):1132-1141
|
CSCD被引
3
次
|
|
|
|
|
7.
刘杨. 水力旋流器分离效率影响因素的研究进展.
流体机械,2016,44(2):39-42
|
CSCD被引
14
次
|
|
|
|
|
8.
Afanador E.
Oil-water separation in liquid-liquid cylindrical cyclone separator,1999
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
9.
Oropeza-Vazquez C. Oilwater separation in a novel liquid-liquid cylindrical cyclone (LLCC) compact separator-experiments and modeling.
Journal of Fluids Engineering,2004,126(4):553-564
|
CSCD被引
7
次
|
|
|
|
|
10.
Mathiravedu R S. Performance and control of liquid-liquid cylindrical cyclone separators.
Journal of Energy Resources Technology,2010,132(1):1-9
|
CSCD被引
3
次
|
|
|
|
|
11.
Gao Z. Analysis of the effect of vortex on the flow field of a cylindrical cyclone separator.
Separation and Purification Technology,2019,211:438-447
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
12.
刘海飞. 柱型旋流器内单相流场压降的实验研究.
水力学研究与进展A辑,2010,25(6):851-856
|
CSCD被引
3
次
|
|
|
|
|
13.
Liu H F. OIL/WATER SEPARATION IN A LIQUID-LIQUID CYLINDRICAL CYC-LONE.
Journal of Hydrodynamics,2012,24(1):116-123
|
CSCD被引
8
次
|
|
|
|
|
14.
Zhang J. Numerical investigation on the gas-liquid two-phase flow and separation characteristics in T-junction.
ACS Omega,2020,5(34):21443-21450
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
15.
Zhang J. Apparent viscosity characteristics and prediction model of an unstable oil-in-water or waterin-oil dispersion system.
Journal of Dispersion Science and Technology,2019,40(11):1645-1656
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
16.
Prosperetti A.
Computational methods for multiphase flow,2007
|
CSCD被引
17
次
|
|
|
|
|
17.
吕秀丽. 水力旋流器湍流场特性分析研究.
煤炭技术,2020,39(12):144-147
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
18.
涂佳黄. 振荡流下带圆角单柱体绕流特性数值研究.
水动力学研究与进展A辑,2020,35(6):781-790
|
CSCD被引
1
次
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