高效离心式气液分离器模拟实验

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气液旋流器离心式分离器设计

气液旋流器离心式分离器设计介绍本文档旨在设计一种气液旋流器离心式分离器。

该分离器可用于将气体和液体分离，并具有高效率和可靠性。

设计原理气液旋流器离心式分离器基于离心力和旋流效应来实现气体和液体的分离。

当气体和液体混合进入分离器时，它们会在旋流器中形成旋转流动。

由于离心力的作用，液体会向外运动，被收集在分离器的外部。

而气体则沿着分离器的中心轴进一步向上排出。

设计要素1. 旋流器尺寸旋流器的尺寸是设计中的关键要素。

尺寸过小可能会导致分离效率降低，而尺寸过大则增加了设备的造价和能耗。

根据实际需求和操作参数，确定合适的旋流器尺寸。

2. 进出口形状和位置进出口的形状和位置会影响气体和液体在旋流器中的流动。

合理设计进出口形状和位置，可以提高分离效率和减少能耗。

需要根据具体情况选择最佳的进出口设计。

3. 分离器材料分离器的材料应具有良好的耐腐蚀性和耐压性能，以确保长期稳定运行并避免材料损坏。

根据分离介质的特性选择合适的材料，例如不锈钢、聚合物等。

4. 出口管道设计出口管道的设计对于分离效果和气体排放起着重要作用。

必须确保出口管道与旋流器的连接处无泄漏，并能够有效排出气体。

设计步骤1. 确定分离器的工作条件和需求。

2. 根据工作条件和需求，选择合适的旋流器尺寸和材料。

3. 设计进出口形状和位置，确保流动性和分离效果。

4. 设计出口管道，确保无泄漏和顺畅排出气体。

5. 检查设计是否符合安全和环保要求。

6. 制作设计图纸和说明文档，并提交给相关部门进行评审。

结论气液旋流器离心式分离器是一种高效率和可靠性的气液分离设备。

通过合理的设计和选择适当的工艺参数，可以实现高效的气液分离和能源节约。

在设计过程中，需要考虑旋流器尺寸、进出口形状、分离器材料和出口管道等要素。

最终的设计应符合安全和环保要求，并通过评审批准后开始制造。

离心式气液分离器结构设计技术论文

离心式气液分离器结构设计技术论文第一章引言1.1欠平衡钻井技术的发展现状和前景欠平衡钻井技术就是在钻井过程中,利用自然条件和人工手段在可以控制的条件下使钻井流体的循环液柱压力低于所钻地层的孔隙压力,以实现所谓的“边喷边钻”,这种钻井工艺技术叫欠平衡钻井。

欠平衡钻井技术最初是从美国得克萨斯州发展起来的.80年代以来,由于研制成功了旋转防喷器及其它欠平衡钻井配套设备,欠平衡钻井技术得到了大规模推广应用,在实施过程中,工艺和设备又不断的完善和提高,目前已经成为一项比较成熟的技术.在加拿大,由于与普通钻井相比,欠平衡钻井有多方面的优越性,加上政府的鼓励政策,因此欠平衡钻井技术发展很快,1992年采用欠平衡钻井技术完成30口井,1993年达到120口,1994年和1995年分别完成230口和330口.我国开展欠平衡钻井的研究起步较晚,但近年来随着塔里木油田解放128井、轮古2井、轮古2-0井、轮古2-2井、轮古4井、轮古2-1C井,大港油田板深7、板深8等井采用欠平衡钻井技术取得良好的开发效果和勘探突破,引起了人们对这项技术的极大兴趣.新疆、中原、胜利等油田也取得了一定的经验.目前很多油田都把欠平衡钻井技术作为钻井、开发技术的一个方向.正在积极从装备和技术上做准备工作,争取用欠平衡钻井技术取得好的勘探和开发效果.另外一方面,国际钻井招标也越来越多地要求采用欠平衡钻井技术,也将促进我国欠平衡钻井技术的发展.在未来钻井技术发展中,欠平衡钻井技术将同水平井、分枝井、连续油管钻井等技术一样,成为一种趋势.美国能源部和Maurer工程公司共同发展的一项调查表明，到2005年，美国国内采用欠平衡钻井技术完成的钻井数量将占到总钻井数量的30%，而且比较乐观的预测则是37%。

随着信息、装备的不断完善和市场的不断推动，我国欠平衡钻井的数量也将稳步攀升。

1.2欠平衡钻井的优点在钻井过程中，实现对油气层的充分暴露和保护，有利于发现油七层和增加油井产量，欠平衡钻井所具有的一些优势较好地适应了这种需要。

柱状气液分离器数值模拟

柱状气液旋流分离器数值模拟柱状气液旋流器具有体积小、处理能力大、有效分离小体积气泡、分离速度快、分离效果稳定等优点，具有广阔的应用前景。

根据油气田采出液的特点，确定旋流分离方案，检测分离气体效果。

采用混合模型对多相流动进行处理，得出了气液两相流场的分布规律和分离特性。

本文以常规气液分离器为研究对象，进行计算仿真。

利用CFD方法，采用流体力学分析软件FLUENT对分离器内部流场进行了研究和分析。

离心式气液分离器是依据离心分离原理实现相间的分离，具有结构简单、能耗低、重量轻、应用方便等优点。

旋流分离器作为一种新型的净化处理装置，其结构简单、分离效率高、处理量大、经济效益好，成为气- 液两相分离研究的新课题和新热点。

文中用流体动力学软件Fluent对旋流分离器内部流场进行了数值模拟研究，在模拟过程中，采用k-epsilon（2eqn）方程来模拟气相旋流流动。

模拟结果表明，旋流分离器内部流场呈旋转分布，分为内、外两个流场，在不同流动区域，气体压力场、速度场分布成规则变化；液滴的运动较为复杂，带有随机性；总体运动轨迹的形状与气相流场的分布趋于一致。

1 几何模型数值模拟采用的气液旋流分离器模型如图1所示，轴向筒长1.6m（不包括两端的出口长度），入口直径60mm，气体出口直径60mm，液体出口直径60mm，分离器主体筒径为300mm。

图1 重力式旋流分离器实体模型图2 旋流器网格图2 数学模型的建立及基本方程为了建模需要，对分离器内部流场进行了理想简化，做出如下假设：①理想边界假设：认为分离器内腔壁是物理意义上的光滑无粘壁，即粘度系数为零。

②稳定性假设：在分离器工作过程中流态为定常流。

③动量守恒假设：在流体流动过程中流体瞬时的角动量守恒。

④分散向粒子模型：假定气体均为球状，并在旋流分离的过程中不发生破碎。

⑤相混合假设：假定流体在入口处分散相均匀分布于连续相液体中。

并在分散相粒子浓度低于10%时，忽略分散相粒子间力的作用。

一种新型离心式气液分离器分离性能的数值模拟与试验研究

ＡｂｔａｔＡｎｗｋｎｆｅｔｆｇｌａ —ｉｕｄｓｐｒｔｒｉｄｓｇｅｏｓｐｒｔｇｓｅｔｉｅｎｄｌｎｕｄｓｒｃ：ｅｉｄｏｎｒｕａｓｌｉｅａａｏｅｉｎｄｔｅａａｅａｎｒｎｄｉｒｌｇｆｉ．ＴｅｃｎｒｕａｃｉｇｑｓａｉｉｌｈｅｔｆｇｉｌｓｐｒｔｒｉｃｕｅｖｎａｔｏａｙｄｕｗｈｃｕｔｄｔａｒｔｔｇｓａｔｓｄｖｎｂｔｒＵｄｒｔｅｍｏｉｎｏｏａｉｇｅａａｏｎｌｄｓａｍｏｉｇｐｒｒｔｒｒｍｉｈｍｏｎｅｏｏａｉｈｆｉｒｅｙａｍｏｏ．ｎｅｔｆｔｔ－ｎｉｈｏｒｎ
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井下离心旋流式高效油气分离器性能模拟试验

摘要现有井下油气分离器效率较低，已不能满足高油气比油井的生产需要，为了解决高含
气井中井下多相混抽泵或电潜泵的使用与效率低等问题，开展了井下离心旋流式高效油气分离器
的研究。该分离器采用２级串联结构，以水力旋流器为第１级；以对结构进行了优化改造的离心旋转式分离器为第２级。通过试制样机的室内模拟试验，验证了新设计的井下离心旋流式高效油气分离器的分离效率，总分离效率可达９％以上，其对含气体积分数的适应范围由原分离器的０５
（脱克斯力）的束缚，气相形成内旋流，在沿径斯
向向轴心移动的同时向上经溢流口排出；而液相形
成外旋流沿径向向旋流器壁运动，同时在重力作用下，沿旋流器壁向下做螺旋移动，最后从底流口
流出。
分离器结构及工作原理
级、分选设备，具有结构简单、成本低廉、体积
小、处理能力大、分离粒径小的特点Ｊ。水力旋
流器本身没有运动部件，但能将不同密度的物质通
过离心力和重力的双重作用进行分离。其气液分离机理为：气液混合物以一定的高速度切向进入旋流器内表面，切向速度使气相与液相因密度差产生不同的离心力，从而使气相与液相之问摆脱粘着力
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气液分离器分离效果仿真研究

图 2 所示为两管制热回收多联机空调系统中分流装置里的气液分离器。在混合模式下，高温高压气液两相制冷剂从图中分离器的左边入口管进入罐体。入口管出口段弯曲，与罐体成一定角度插入分离器中部。两相制冷剂以一定流速冲入罐内后，沿罐体壁面向下旋流到罐体底部。由于气态制冷剂和液态制冷剂密度差非常大，其受到的离心力和重力作用不同，使得液态制冷剂产生离心沉降作用，在罐体内部形成气液分层。液态制冷剂沉降于底部及壁面，由底部液侧出口流出，大部分气态制冷剂则从上部气侧出口流出。为了进一步防止细小的液滴随气态制冷剂从气侧出口流出，在气侧出口设置了挡板(图2)。
在一定的试验基础上采用数值模拟计算可以
收稿日期：2016-〇4-18
作者简介：孙李，本科，合肥通用机电产品检测院市场服务部部长_丨1的主要研究领域足制冷令调设备检测方法。
第2期
孙李：气液分离器分离效果仿真研究
பைடு நூலகம்
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从机理上更好地指导气液分离器的优化设计，减少试验量，降低试验成本，提高经济效益。因此，本文基于计算流体力学基本数学模型，建立了多联机空调系统内部气液分离器的仿真模型，进行计算分析，并对其结构进行了优化设计。
Numerical research of separating effect for gas-liquid separator

新型高效旋风分离器的仿真模拟计算

10.16638/ki.1671-7988.2020.22.035新型高效旋风分离器的仿真模拟计算*王劲莎，董敏，孔德霞（山东华宇工学院能源与建筑工程学院，山东德州253034）摘要：旋风分离器是一种利用气体和固体进行两相流体的旋转运动，使固体颗粒在离心力的作用下从气流中分离出来的设备。

其结构形式主要由直筒、锥体和蜗壳组成。

旋风分离器具有耐高温、高压，结构简单，没有运动部件,且造价低等优点。

关键词：旋风分离器；分离效率；压强损失；高效；模型中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1671-7988（2020）22-102-03Simulation Calculation of a New Efficient Cyclone Separator*Wang Jinsha,Dong Min,Kong Dexia（Shandong Huayu University of technology,School of Energy and Building Engineering,Shandong Dezhou253034）Abstract:Cyclone separator is a kind of equipment which USES gas and solid to carry out the rotating motion of two-phase fluid,so that the solid particles are separated from the airflow under the action of centrifugal force.Its structural form is mainly composed of straight cylinder,cone and volute.Cyclone separator has the advantages of high temperature resistance,high pressure,simple structure,no moving parts,and low cost.Keywords:Cyclone separator;Separation efficiency;Pressure loss;High efficiency;modelCLC NO.:TH122Document Code:A Article ID:1671-7988(2020)22-102-031背景技术随着社会的发展，粉尘污染一直备受人们的关注，并且还未得到更好的解决。

基于CFD的离心式气-液分离器结构设计及仿真优化

在离心力作用下发生分离。试验测试结果表明，分离器试验模型的分离性能显著、定，该稳保证了
钻井液性能尤其是密度的稳定，而验证了ＣＤ的有效性。在内流场分析的基础上，分离器试从Ｆ对
验模型进行仿真优化，改进了入口方式和转鼓结构。结果表明，向入口有利于改善来液的流动；切
文献标识码：Ａ
ＤｅｉｎａｄＳｍｕａｉｎＯｐｔｍｉａｉｎｏｎｔｉｕａｓｌｑｕｄＳｐｒｔｏｓｄｏｓｇｎｉｌｔｏｉｚｔｏｆＣｅｒｆｇｌＧａ —ｉｉｅａａｉｎＢａｅｎＣＦＤ
分离器增加１个旁通管形成循环支路后，利于降低背压，排气管壁上的液滴流回到分离器。有使关键词：心式气一分离器；流动；鼓；离性能离液２相转分
中图分类号：Ｅ３．０Ｔ９１１２
过ＣＤ模拟，究分析了该分离器内湍流状态下的２相流动，Ｆ研以及分层、离、流等复杂现象。分旋
模拟结果显示，于分离器内的运动部件 —— 转鼓旋转，井液形成强迫旋流，同密度的气、相由钻不液
ｒｔｒｒｍｏａｉｏａｙｄｕｒｔｔｎｇ，ａｄｇｓｌｑｄｔｏｐｈｓｔｉｆｒｎｔｄｎｉｙｉｅａａｅｎｄｒｃｎｔｉｕ— ｎａ —ｉｕｉｗａｅｗｉｈｄｆｅｅｅｓｔｓｓｐｒｔｄｕｅｅｒｆ

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２实验分析
２１１透明样机．
图２１为样机溢流和底流压力降随人口液体流结构，有待于进一步地改进。
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关键词：模拟实验；气液分离；数值分析；压力；流量
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近年来，离心式气液分离技术已成为国内外争量的变化曲线。由图２知，随着流量的增加，溢可相研究的热点。相比于常规的重力分离设备，离心流和底流压降都增大。式分离器有着体积小，占地少，处理周期短，分离效率高等特点。在东北石油大学开展的离心式气液分离器样机模拟实验研究，对分离器的结构优化及操作具有重要的指导作用。
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图３１样机底流气体流量随分流比的变化
基于上述实验所得结论如下：① 当流量达到
图１１机气相分布云图样
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０２２．５２７．５３２．５３７．５
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图２１机压力降随液体流量的变化样
图３为１机底流气体流量随分流比变化的曲样以发现，ｌ样机数据模拟的气相流场主要分布在溢线。由图３以看出，随着分流比的增加，底流气可流口下方轴心处，分离效率较高。体流量减小后又增大。当底流气体流量最小时，分流比选取为最佳。
ｄｉＯ３６／ｉｎ１０ — ８６２１．．３ｏ：．９ｊｓ．０６６９．０８０ｌ９．ｓ１６
１技术现状
江苏工业学院油气储运工程中心水力学实验室
目前正在对顺流向的Ｖ形沟槽减阻进行研究，在Ｖ
５．ｍｍ、管内侧刻有 “ ” 字形沟槽的氯乙烯管Ｏ８Ｖ做试验，研究表明，有沟槽的管子比无沟槽的管子空气阻力小，阻力系数最小的是沟深０４５．３ｍｍ、沟宽１７４ｍ．７ｍ的管子，这种管子可多输送１％的气０
ＬＬＬＬＬＬ；＆＆ａａ
主要分布在溢流口下方轴心处，分离效率较高，但底流口仍有气体存在，与模拟结果不同，说一虽然分离器中心部分仍存在气核，但在底流口之上气核就终止了。与１样机相比，２样机分离效
形沟槽面的表面阻力测量实验中获得了最大为体和液体，在同等的条件下，可节约管输成本５８％的减阻率。另据资料介绍，日本使用直径１％。法国在克服输气管道内压损失的研究中发．９０将底流口改为切向出口，对改进后的样机 —— ２样机进行实验。
第３卷８ｆ２１．）（品视点）０ｊ』０１８产Ｊ（０
高效离心式气液分离器模拟实验
范大为王朝晖大庆油田设计院
摘要：对离心式气液分离器样机进行模拟实验，实验结果表明：１样机数据模拟的气相流场
明１样机并不是最佳结构。２样机将底流口改为切向出口，从２样机实验时的内部流场可看出，
３。时，溢流压降达到０Ｐ，底流压降为．ｍ／５ｈ．Ｍａ３０３Ｍａ．Ｐ；②分离效果虽好，但底流仍有气体存２在；③气核扩展到底流口附近，说明模拟的结果与
实验的结果不一致，同时也说明１机并不是最佳样
气量，且增输器的制造费用低廉，无运动件，运行可靠，拆装简便。因此该技术推广应用价值
较高。国外输气管道采用内涂层后，一般可提高输气量６％～１％，增输率约为２０％～１％，最高１
压力下降可达２％。０
关键词：输气管道；脉冲流；减阻；增输器
油气管道减阻增输技术
刘柏松长春天然气有限责任公司洋浦输气站
摘要：脉冲流增输器提高管道输气量的机理在于它所产生的振动干扰了准流向漩涡的再生循环，由于脉冲流减小了管道的摩擦阻力和输送过程中的压力损失，使得管内气体的流速加快，输气量增大。在不改变管道直径和安设增压站的条件下，管道增输器能显著提高管道的输
０３．５０３．０
０２．５
溢流底流
０２．００１．５
１ＣＤ析Ｆ分
离心式气液分离器样机模拟实验采用ＲＧＮ足模型，其模拟结果对分离器的结构优化提供很一ｅ好的参考价值，同时缩短了研究周期。图１ｌ为样机单锥双人口水力旋流器的模拟结果。从图１中可