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入口结构对粒径重构旋流器分离性能影响分析

马骏 何亚其 白健华 孙超 赵宇 杨磊 张爽 宋民航

马骏,何亚其,白健华, 等. 入口结构对粒径重构旋流器分离性能影响分析[J]. 机械科学与技术,2021,40(0):1-8 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200231
引用本文: 马骏,何亚其,白健华, 等. 入口结构对粒径重构旋流器分离性能影响分析[J]. 机械科学与技术,2021,40(0):1-8 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200231
MA Jun, HE Yaqi, BAI Jianhua, SUN Chao, ZHAO Yu, YANG Lei, ZHANG Shuang, SONG Minhang. Analyzing Impact of Inlet Structure on Performance of Hydrocyclone with Droplet Size Reconstruction[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200231
Citation: MA Jun, HE Yaqi, BAI Jianhua, SUN Chao, ZHAO Yu, YANG Lei, ZHANG Shuang, SONG Minhang. Analyzing Impact of Inlet Structure on Performance of Hydrocyclone with Droplet Size Reconstruction[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200231

入口结构对粒径重构旋流器分离性能影响分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200231
基金项目: 国家高技术研究发展计划(2012AA061303)
详细信息
    作者简介:

    马骏(1988−),工程师,硕士,研究方向为油水处理工艺技术,majun18@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: TQ051.8

Analyzing Impact of Inlet Structure on Performance of Hydrocyclone with Droplet Size Reconstruction

  • 摘要: 为提高水力旋流器对细小油滴的分离效率,对旋流器入口结构进行分析,发现弯管形式入口对不同粒径油滴具有重构和聚结的功能,即不同粒径油滴经弯管入口后分布在入口截面的不同位置,结合弯管入口结构设计了一种可实现油滴粒径重构的油水分离旋流器。采用群体平衡模型(Population balance model,PBM)模拟油滴破碎与聚结,对粒径重构旋流器内部流场特性进行数值模拟。对比分析了旋流器在不同角度弯管下的油滴粒度、湍动能、速度、油相体积分数及分离效率变化情况,并开展了室内试验。结果表明:粒径重构旋流器能够提高对细小油滴的分离效率,且180°弯管下分离性能最佳,旋流器总体效率达到97.31%,相对于优化前的旋流器提高了2.85%,内外层入口处油滴粒径分别达到0.36 mm和0.33 mm,呈现出较好的聚结效果。数值模拟结果与试验结果吻合良好,验证了数值模拟的准确性及优化结构的高效性。
  • 图  1  旋流器工作原理示意图

    图  2  旋流器不同截面和截线选取图

    图  3  不同弯管角度下速度变化曲线图

    图  4  不同弯管角度下油滴粒径分布云图

    图  5  不同弯管角度下油滴粒径分布曲线图

    图  6  α=180°时湍动能与粒径分布对比曲线图

    图  7  不同弯管角度下油相体积分数分布

    图  8  不同弯管角度对分离效率的影响

    图  9  工艺流程图

    图  10  不同处理量下分离效率试验值与模拟值对比图

    图  11  不同分流比下分离效率试验值与模拟值对比图

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  • 收稿日期:  2020-04-01
  • 网络出版日期:  2021-06-03

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