摘要
传统常规油水旋流分离器对小粒径油滴分离不彻底，制约着旋流分离器分离效率的提升，基于几何相似原理对传统常规油水分离旋流器进行等比例缩放，确定了微型旋流器基本结构形式及其参数，采用响应面分析法对微型旋流器进行结构参数优化研究，结果表明：当溢流管直径和大锥角分别为7.25mm和15.28°时，分离效率将初始结构的91.15%提升到93.77%。 为提升微型旋流器的分离精度和稳定性，对最优单体微型旋流器进一步等比例缩放为主直径更小的微型旋流器，构建由两个单体微型旋流器组合而成的两级串联系统，基于单因素法对最优微型旋流器及两级串联系统分别开展变处理量、分流比、含水率和油滴粒径等操作参数优化模拟研究，对微型旋流器中速度分布、油相体积分布、底流含油浓度分布和分离效率等流场特性进行对比分析，结果表明：单体微型旋流器处理量0.7m3/h、分流比55%时，具有最佳分离效率99.90%；两级串联系统和单级微型旋流器的简化效率均在总分流比为48%（一级分流比35%、二级分流比20%）时达到最高值；两级串联系统的简化效率优于单级微型旋流器，两级串联系统对低含水率的条件适应性更强。 为了缓解微型旋流器旋流腔涡流中油相堆积的现象，对微型旋流器的旋流腔进行结构改进，微型旋流器溢流管过渡处的油相体积分数略有提升，旋流腔涡流油相堆积现象得到明显改善。对单体微型旋流器进行室内油水分离试验，结果表明：微型旋流器在处理量为0.7m3/h和分流比为55%具有高效的油水分离性能，分离效率提升至98.95%，验证了数值模拟的可靠性。该研究为微型旋流器分离性能的进一步提升提供了优化思路。
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