【正文】 入口分流區(qū)即與入口槽連接的筒體部分 )。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。 入口結(jié)構(gòu) 1. 入口區(qū) 氣液分離 區(qū)間結(jié)構(gòu) 旋流氣液分離器由入口區(qū) (段 )、入口分流區(qū)、漩渦區(qū)、氣泡區(qū)、液滴區(qū)、氣相和液相出口配管等部分組成 。這將為不斷拓展氣液旋流分離技術(shù)的工程應(yīng)用 ,開發(fā)高效、低能耗的氣液旋流器產(chǎn)品 ,進(jìn)一步規(guī)范優(yōu)化氣液旋流分離器結(jié)構(gòu)提供理論基礎(chǔ)。正成為石油、天然氣開采工業(yè)井口、井下油氣 分離的重要設(shè)備 ,并被廣泛應(yīng)用于壓縮空氣中的油水分離、航空宇宙中的氦氣分離、生物發(fā)酵以及食品工業(yè)的尾氣處理、工業(yè)廢氣的凈化處理、化工生產(chǎn)以及環(huán)境工程中的氣液分離等工藝中 ,顯示了良好的工程應(yīng)用前景。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)。 ,通氣吹掃管道 ,清理管道內(nèi)部存留的雜質(zhì) ,約 3 h 。 實驗 的 主要步驟 10 ,并按照技術(shù)要求進(jìn)行檢驗 并連接到試驗臺上。旋流分離技術(shù)可用于液液分離、氣液分離、固液分離、氣固分離等。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 ,并順著壁面向下運動 ,作為底流排出；密度小的相向中間遷移，并向上運動，最后作為溢流排出。出口一般為兩個，而且多為軸向出口，分布在旋流分離器的兩端。入口有單入口和多入口幾種，但在實踐中，一般只有單入口和雙入口兩種。旋流分離器的基本構(gòu)造為 一個分離腔、一到兩個入口和兩個出口。因此，旋流式氣液分離用于分離鉆中的氣體具有廣闊前景。不同的分離要求、不同的處理物料的性質(zhì)往往需要不同結(jié)構(gòu)尺寸或操作條件的旋流器，因此旋流器往往不能互換使用。立式重力式分離器的主體為一立式圓筒體，多相流一般從該筒體中段進(jìn)入，頂部為氣流出口，底部為液體出口 雖然旋流式氣液分離技術(shù)在 石油化工方面的應(yīng)用要晚得多，但與常規(guī)的重力式分離相比較，它具有很多優(yōu)點： ① 分離效率高，由于分離原理的不同使得旋流式分離器具有很高的分離效率； ② 成本低，占用空間較小、維護費用少、能耗低、不需要任何幫助分離的介質(zhì)； ③ 安裝靈活方便，旋流器可以任何角度安裝； ④ 工 作 連 續(xù) 、 可 靠 , 操 作 維 護 方 便 , 一 旦 設(shè) 計 、 調(diào) 試 好 , 就可自動、穩(wěn)定地工作。尤其是氣 液旋流分離過程中 ,氣泡和液滴在運動過程中的碰撞黏結(jié)、團聚破碎和擴散的機理及其與流動特性的相互關(guān)系還不清楚。流場實驗測定數(shù)據(jù)和 CFD 模擬研究都 8 證實 ,由于核心強制渦的影響 ,旋流器的湍流脈動是各相異性的。軸向速度將流動區(qū)域分為向上的內(nèi)旋流和向下的外旋流 ,當(dāng)進(jìn)口渦旋強度較高時 ,在中心會出現(xiàn)向下的流動區(qū)。 2021 年 ,中國石油大學(xué)多相流實驗室采用 APV(Adaptive Phase/ Doppler Velocimeter)對軸流導(dǎo)葉式旋流分離器內(nèi)輕相氣 液兩相流場進(jìn)行了測定。 Erdal(2021)采用多普勒激光測速儀對 GLCC 內(nèi)的重相氣液兩相旋流的流場進(jìn)行了測量研究 [4],他的測量顯示對于單切向進(jìn)口的旋流器 ,由于進(jìn)口效應(yīng)的影響 ,其流場是非軸對稱的 ,中心強制渦流區(qū)繞旋流器中心線呈螺旋狀。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。 1979 年 ,Ito 研究了切向進(jìn)口產(chǎn)生的渦旋流動中渦旋衰減的情況 ,他用水作工質(zhì) ,切向動量與軸向動量之比為 50,用多電級探針測量 ,發(fā)現(xiàn)其切向速度有 2 個區(qū)域 :管中心的強制渦流區(qū)域和周圍的自由渦流區(qū)域。流場分布規(guī)律也多引用旋風(fēng)器和水力旋流器的測定結(jié)果。 液 兩相流場的測量研究 旋流分離器內(nèi)是復(fù)雜的三維強旋湍流場 ,一般都是用大量的實驗來尋找它的流動規(guī)律 ,并用來驗證和補充理論研究的描述流動特性的數(shù)學(xué)模型。 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。 2021年 ,中國石油大學(xué)多相流實驗室研制 了軸流導(dǎo)葉式氣液旋流分離器 ,與切向進(jìn)口的 GLCC 和 CS 相比其采用軸向進(jìn)料 ,旋轉(zhuǎn)流由導(dǎo)向葉片產(chǎn)生 ,從而使旋轉(zhuǎn)流保持穩(wěn)定 ,并有助于維持層流特性 ,而且其顯著特點是阻力損失較小。尤其在海上、偏遠(yuǎn)地區(qū)油井及遠(yuǎn)距離油氣輸送方面具有較廣泛的前景。 (Cyclone Gasliquid Separator 簡寫 CS) 1996 年 ,Franca 等研制了螺旋片導(dǎo)流式氣 液旋流分離器 ,直接在井口將氣液進(jìn)行分離 ,增加了采油回收率 ,分離后的氣體和液體用不同的管道輸送各相 ,使石油和氣體分別經(jīng)過各自的管道進(jìn)入儲油罐和儲氣罐 ,降低了多相流輸送時易出現(xiàn)的斷續(xù)流、堵塞和沉積等典型問題。 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理。 1995年 ,Kouba 等將 GLCC 用于多相流量計量 ,經(jīng)過 GLCC 分離后的氣液兩相分別用單相流量計計量 ,然后再合并 ,避免了多相流測量中的問題 。切向進(jìn)口給 6 混合物提供了一個渦旋運動 ,氣 液兩相由于重力和離心力的綜合作用 ,液體被驅(qū)向筒壁并向下從底部流出 ,氣體徑向向旋流器的中心流動并從頂部排氣管離開分離器。 液旋流分離器 (GasLiquid Cylindrical Cyclone 簡寫 GLCC) 1979 年 ,Davies 和 Watson研制了管柱式氣 液旋流分離器 ,是由垂直的筒形容器 ,安裝了一個向下傾斜 27176。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。目前 ,國內(nèi)外對于氣 液旋流分離的研究主要可分為 4 類 ,即 :氣 液旋流分離技術(shù)應(yīng)用的試驗研究、旋流分離器內(nèi)部氣 液兩相三維強旋湍流流場測定的試驗研究、建立能準(zhǔn)確反映氣 液兩相旋流分離機 理模型的理論研究以及氣 液兩相旋流流場計算流體動力學(xué) (Computational Fluid Dynamic,簡稱 CFD)模擬。但與氣 固、液 固分離不同 ,氣 液兩相流動過程中顆粒 (液滴或氣泡 )的碰撞、團聚和擴散機理更加復(fù)雜 ,由于不確定的因素較多 ,計算復(fù)雜 ,同時受氣 液兩相流發(fā)展的限制 ,使 氣 液旋流分離的研究遠(yuǎn)滯后于旋風(fēng)分離器和水力旋流器。許多研究者已相繼提出各種各樣的分離理論 ,已經(jīng)有了比較完善的分離理論、設(shè)計方法和應(yīng)用實踐。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)。 3D modeling 3 目 錄 第 1章 概 述 .......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 separation。旋流式分離器具有這些特點， 氣液旋流器的工作特點 具有實用性和可靠性，并具有廣闊的前景。 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。 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。 關(guān)鍵詞：旋流分離器；氣液分離；優(yōu)化； 三維建模 文檔有重要部分刪減 需要原文檔及配套 CAD 圖紙，三維建模圖等 聯(lián)系 ： 1029510050 2 Abstract An important dimension of the graduation design of separator of all major ponents are calculated in detail, and analyzes the strength, at the same time, the various sub ponents are designed using threedimensional modeling method. The gasliquid cyclone cyclone separator in summarizing the previous experience in the design and proposes own design idea the design features improved enable us to design a more perfect, separation bubble is small, the separation efficiency is higher, at the same time separator space occupied by volume is relatively small, small amount of repair, stable work. The cycloneseparator has these characteristics, working characteristics of gasliquid cyclone has practicability and reliability, it has broad prospect. Keywords: cyclone separator。 optimization。 氣液分離 裝置的發(fā)展與現(xiàn)狀 ..................................................................... 1 氣液分離裝置的種類與研究 ..................................................................... 3 氣液分離裝置優(yōu)缺點分析 ......................................................................... 5 研究任務(wù)目標(biāo)與研究方法 ......................................................................... 5 第 2章 氣液分離器 工藝流程分析 ........................................................................ 6 氣液分離裝置主要結(jié)構(gòu)與工作原理 ....................................................... 15 實驗室工藝流程 ..............................................................................