【正文】 ....................................... 22 第 5章 強(qiáng)度分析 ................................................................................................... 31 筒體校核計算 ............................................................................................ 22 封頭校核 .................................................................................................... 22 法蘭與螺栓校核 ........................................................................................ 22 第 6章 氣液旋流分離器三維設(shè)計 ...................................................................... 31 軟件介紹 ...................................................................................................... 6 氣液旋流器三維建模 .................................................................................. 8 中心旋流體 ........................................................................................ 17 上罩設(shè)計 ............................................................................................ 22 中罩設(shè)計 ............................................................................................. 17 底罩設(shè)計 ............................................................................................ 22 蓄液箱體 ............................................................................................ 22 支架設(shè)計 ............................................................................................ 22 標(biāo)準(zhǔn)件選取與應(yīng)用 .................................................................................... 12 結(jié)論 ......................................................................................................................... 46 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 47 致謝 ......................................................................................................................... 48 5 第一章 概述 氣液分離裝置的歷史與發(fā)展現(xiàn)狀 旋流分離是一種高效的多相流體分離技術(shù) ,它是在離心力的作用下根據(jù)兩相或多相之間的密度差來實現(xiàn)兩相或多相分離的。 1 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計 對分離器的各重要零部件 的重要尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的計算，并進(jìn)行了強(qiáng)度分析，同時采用三維建模的方式對各個分零部件進(jìn)行了 設(shè)計。人們對旋流器的研究由來以久 ,自從 1886年 Marse的第一臺旋粉圓錐形旋風(fēng)分離器問世以來 ,旋流分離技術(shù)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、造紙等行業(yè)。即根據(jù)不同的要求開發(fā)研制不同結(jié)構(gòu)的氣液旋流分離器 ,并對其分離特性進(jìn)行試驗測量和性能分析。 1995 年 ,Kouba 等研究了 GLCC 的進(jìn)口傾斜角度、操作壓力、筒體和進(jìn)口結(jié)構(gòu)對于氣相出流中液體夾帶的影響 ,分析了 GLCC分離器操作范圍和分離效率的機(jī)理。 管道式氣液旋流分離器 ,是用法蘭將氣液旋流分離器直接安裝在石油或天然氣的輸送管道上 ,具有高效率、撬裝化、可移動與小型化等優(yōu)點(diǎn)。對于氣液旋流器內(nèi)部三維流場的結(jié)構(gòu) ,由于測試手段限制 ,所以實 測研究進(jìn)展一直較慢。流場實驗測定數(shù)據(jù)和 CFD 模擬研究都 8 證實 ,由于核心強(qiáng)制渦的影響 ,旋流器的湍流脈動是各相異性的。因此，旋流式氣液分離用于分離鉆中的氣體具有廣闊前景。在具有密度差的混合物以一定的方式及速度從入口進(jìn)入旋流分離器后 ,在離心力場的作用下 ,密度大的相被甩向四周 ,并順著壁面向下運(yùn)動 ,作為底流排出；密度小的相向中間遷移，并向上運(yùn)動，最后作為溢流排出。試驗中含水量測量為相對質(zhì)量測量 ,即每單位質(zhì)量混合氣體中所含水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此入口結(jié)構(gòu)是影響旋流分離器分離特性的關(guān)鍵因素之一。研究分散相粒子的運(yùn)動軌跡 ,可以分析分離特性。由于粘性耗散和壁面摩擦阻力的作用 ,切向速度沿軸向逐漸減小 ,采用旋流強(qiáng)度表征旋流場的衰減特性。Duker 模型確定。 15 底流管 底流管有稱為尾流管，內(nèi)孔孔徑的大小直接影響到清理后液體的流量，而管徑的大小影響到尾流管的壁厚大小對整體的強(qiáng)度有較大影響。 ② 豎直方向上 計算在最小駐留時間 mint 內(nèi)混合體運(yùn)動的距離時，可忽略氣泡與液體的相對滑移，認(rèn)為氣泡隨液體一起在重力的作用下向下運(yùn)動，可得在 mint 內(nèi)，氣泡下降的距離： 2minmin 21 tgl ??? ④ 即旋流器的最小長度為 minl 。 入口位置 許多試驗都表明最佳液面大約在距離入口下方 1～ 3L/d 處。 旋流體錐度 針對反錐型、正錐型和圓柱型旋流體進(jìn)行的研究表明 ,對于氣 /液分離 ,圓柱型旋流體要 稍優(yōu)于反錐型和正錐型結(jié)構(gòu)。一般情況下錐角的尺寸在 1530176。 具有整套熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計和文件工具，以及完全關(guān)聯(lián)的鈑金功能。 氣液旋流器三維設(shè)計 主要結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計中通過前面的分析可以知道該裝置主體主要有：氣液旋流器內(nèi)管，氣液旋流器中罩、頂罩、下罩、密封墊片、蓄液箱體、支架以及其他固定的螺釘、墊片螺母等附件 氣液旋流內(nèi)管 根據(jù)前面的分析計算，分別將旋流管徑及其長度、尾流管徑及其長度、大錐管錐度以及外徑、小錐管外徑及其長度溢流管外徑及其長度等各個數(shù)值輸入建模，最后建模零件的旋流入口特征以及連接端面特征。 世界上主流標(biāo)準(zhǔn)庫與零件圖有 traceParts 零件庫、 Cadenas 零件庫、 Strack Norma 模具標(biāo)準(zhǔn)件庫。 離心式氣液分離器設(shè)計 33 參考文獻(xiàn) [1]朱浩東， 楊敏 國內(nèi)外旋流分離器特點(diǎn)及發(fā)展方向 石油機(jī)械 1994 22(12) [2]陳麗萍 . 立式重力氣液分離器工的工藝設(shè)計 天然氣化工 :C1化學(xué)與化工 1999， 24(2) [3]， 王曉鳳 . 李太平結(jié)構(gòu)緊湊的分離器系列 國外油 田工程 2021， (8) [4]鄭津洋， 董其五， 桑芝富主編 , 過程設(shè)備設(shè)計 ,第一版 , 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , [5] (美 )耶帝什 .特 .夏編 , 氣液固反應(yīng)器設(shè)計 , 北京：烴加工出版社 , 1989. 9. [6]陳國理主編 , 壓力容器及化工設(shè)備 , 廣州：華南理工大學(xué)出版社 , [7]余國宗主編 , 化工機(jī)械工程手冊 , 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. 7 [8]潭天恩等主編，化工原理，第二版 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. 1 [9]袁恩 熙主編，工程流體力學(xué)，第一版 . 北京：石油工業(yè)出版社， 1986 .1 [10]同濟(jì)大學(xué)主編，高等數(shù)學(xué)，第四版。 在總結(jié)前人的設(shè)計經(jīng)驗的同時提出了自己的設(shè)計理念改進(jìn)了部分設(shè)計特點(diǎn)使我們設(shè)計的氣液旋流器 旋流式分離器 更加趨于完善， 可分離 氣泡小， 分離的 效率 也 較高， 同時 分離器 所占用的空間 體積相對較小，維修量小，工作穩(wěn)定。在產(chǎn)品開發(fā)過程中標(biāo)準(zhǔn)件庫同樣能節(jié)省大量的設(shè)計成本，如果沒有標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型庫，工程師將花費(fèi)大量的時間在簡單的重復(fù)建模工作上，造成設(shè)計資源的浪費(fèi)。 26 使用有導(dǎo)引曲線的疊層拉伸和掃出產(chǎn)生復(fù)雜曲面、填空鉆孔，拖曳控制點(diǎn)以進(jìn)行簡單的相切控制。 Solidworks 軟件組成： 到 3D 轉(zhuǎn)換工具 將 2D 工程圖拖到 SolidWorks 工程圖中的功能；支持包括外部參考的可重復(fù)使用 2D 幾何；視圖折疊工具，可以從 DWG 資料產(chǎn)生 3D 模型。 底流口直徑 縮小底流 口的直徑與溢流口的效果是一樣的，都是可以增加分離錐面的，擴(kuò)大分離的密度，不過從流體力學(xué)的角度來分析，這樣的情況下會造成底流口的堵塞和擠壓等。另外 ,離心力和浮力的大小與直徑成反比 ,切向速度衰減與長度成正比。液相流速過小將難以發(fā)揮旋流離心分離的作用 ,但液相流速過大將形成過高的漩渦區(qū) ,在筒體中過早出現(xiàn)氣相夾帶液滴和液相夾帶氣泡現(xiàn)象 ,影響分離效果。假設(shè)旋流為強(qiáng)迫旋渦，即 rw ??? 。 大小錐段在其中的作用主要是改變旋流器內(nèi)部的空間大小，利用密度差吸附周邊的液滴來進(jìn)行導(dǎo)向和收集，并最終達(dá)到蓄液器，本次選擇的錐度可以根據(jù)經(jīng)驗初步設(shè)定為小錐度為 5，大錐度為 20 溢流口 溢流口是氣液混合空氣進(jìn)入后在旋流清 理后，去除水分的氣體由于密度較輕，緩慢沿著內(nèi)部旋流內(nèi)腔臂側(cè)上升到頂部通過溢流孔流出。 氣液相流速的不同 ,油氣兩相或油氣水多相流 在入口管內(nèi)可能呈現(xiàn)分層流、段塞流、分散氣泡流或環(huán)狀流等多種流型。 3 .連續(xù)相旋流特性 分離器內(nèi)連續(xù)相旋流場分布對氣液分離至