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两相出口对轴向涡流分离器的影响研究

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为了更好地预测分离器的分离效率和设计出更高效的分离器,应进一步了解其内部流场分布特性及不同结构参数对内部流场的影响.为此,采用Fluent软件对轴向涡流分离器内部流场分布特性和分离器两相出口结构对内部流场及分离性能的影响展开研究.研究结果表明:当水相出口直径增加到40 mm时,轴向涡流分离器水相出口处会形成一个低速回流区域,可通过减小管径收缩程度等方法来缓解该现象的影响;在其他结构参数不变的情况下,分离器的分离效率是关于雷诺数和两相出口与入口直径之比的函数;分离效率正比于油相出口与入口直径之比,与雷诺数、水相出口与入口直径之比均为二次函数关系.研究结论可为进一步优化轴向涡流分离器的分离性能提供理论参考.
Influences of Two-Phase Outlet on Axial Vortex Separator
Investigating the internal flow field distribution of the axial vortex separator and the influences of structural parameters on the internal flow field is necessary to effectively predict the performance of the separator and design a more efficient separator.The Fluent software was used to analyze the distribution of flow field inside the axial vortex separator and identify how the two-phase outlet structure affects the internal flow field and separation performance of the separator.The results show that a low-velocity reflux area occurs at the water phase outlet of the separator when the outlet diameter increases to 40 mm.This phenomenon can be mitigated by reducing the severity of pipe diameter shrinkage or other means.With other structural parameters constant,the separation efficiency of the separator is a function of the Reynolds number(Re)and the ratio of two-phase outlet to inlet diameter(Dw/Din or Do/Din).The separation efficiency is proportional to the ratio of oil phase outlet to inlet diameter(Do/Din),and also a quadratic function of Re and Dw/Din.The research findings provide theoretical reference for optimization of the axial vortex separator's performance.

axial vortex separatorseparation performancenumerical simulationflow field analysisin-fluential factor

娄焕伟、张兴凯、刘旭煜、王智慧、廖锐全、叶春

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长江大学中石油气举试验基地多相流实验室

油气钻采工程湖北省重点实验室

轴向涡流分离器 分离性能 数值模拟 流场分析 影响因素

国家自然科学基金

62173049

2024

石油机械
中国石油天然气集团公司装备制造分公司 中国石油学会石油工程专业委员会 江汉机械研究所 江汉石油管理局

石油机械

CSTPCD北大核心
影响因子:0.737
ISSN:1001-4578
年,卷(期):2024.52(5)
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