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气—液旋流分离器流场特性及实验研究

作　者: 杨蕊
导　师: 蒋明虎
学　校: 大庆石油学院
专　业: 机械设计及理论
关键词: 气-液旋流分离器数值模拟实验研究分离效率流场特性
分类号: TQ051.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

结合多种分离技术的特点,本文对常规气-液旋流分离器进行优化设计和结构改型。在此基础上,提出了一种新型气-液旋流分离器,同时简要介绍其结构、工作原理。通过对新型气-液旋流分离器进行计算模拟仿真和结构优化设计,了解了结构参数变化对分离器内压力、速度及气相浓度分布的影响规律,得到了最佳分离效果的分离器结构参数。模拟分析结果表明,新型气-液旋流分离器脱气效率高,具有良好的应用价值。根据模拟分析得到的新型气-液分旋流分离器,制造了试验样机。通过对新型气-液旋流分离器进行实验研究,测定出样机的最佳工作状况,研究了流量、分流比、压力对分离效率的影响,同时验证了数值模拟结论的合理性。气-液旋流分离器具有体积小、处理能力大、有效分离小体积气泡、分离速度快、分离效果稳定等优点,具有广阔的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
前言  9-16
  一、气-液分离器的研究概况  9-11
  二、气-液两相流模型理论研究  11-12
  三、气-液旋流分离特点  12-13
  四、气-液旋流分离器的应用现状  13-14
  五、气-液旋流分离器的应用前景  14
  六、本文研究的主要内容  14-15
  七、论文研究的理论意义及实用价值  15-16
第一章常规气-液旋流分离器改进设计及数值模拟分析  16-37
  1.1 介质物性参数、数值解法及边界条件  16-18
    1.1.1 介质物性参数  16
    1.1.2 数值解法  16-17
    1.1.3 边界条件  17
    1.1.4 Fluent 软件分析  17-18
  1.2 常规柱锥气-液旋流分离器的流场特性  18-19
  1.3 优化结构一——底流口处增加顶针的模拟分析  19-26
    1.3.1 底流口处有无顶针的对比分析  19-21
    1.3.2 不同形状顶针的对比分析  21-24
    1.3.3 不同顶针长度的对比  24-26
  1.4 优化结构二——不同直径分离器的模拟分析  26-31
    1.4.1 无顶针分离器的对比  26-29
    1.4.2 有顶针分离器的对比  29-31
  1.5 优化结构三——增加顶针后底流口改变为切向方向的模拟分析  31-32
  1.6 不同流量的对比分析  32-35
  1.7 本章小结  35-37
第二章新型气-液旋流分离器的优化设计  37-49
  2.1 物理模型的选取  37-39
    2.1.1 基本假设  37
    2.1.2 基本方程  37-38
    2.1.3 压力降  38-39
  2.2 新型气-液旋流分离器结构的选取  39-42
    2.2.1 确定新型气-液旋流分离器溢流口外壁结构  39-40
    2.2.2 确定气-液旋流分离器溢流口内壁结构形式  40-41
    2.2.3 确定气-液旋流分离器底部顶针结构形式  41-42
  2.3 新型气-液旋流分离器单体结构设计及计算模拟分析  42-46
    2.3.1 新型气-液旋流分离器模型建立的依据  42
    2.3.2 新型气-液旋流分离器物理模型的建立  42-43
    2.3.3 新型气-液旋流分离器计算模拟  43-46
  2.4 不同分流比的对比分析  46-47
  2.5 不同环境压力的对比分析  47-48
  2.6 本章小结  48-49
第三章新型气-液旋流分离器实验研究  49-59
  3.1 实验装置及实验工艺流程  49-52
    3.1.1 实验装置  49-51
    3.1.2 实验工艺流程  51-52
  3.2 实验及结果分析  52-55
    3.2.1 流量对分离效率及流场压力的影响  52-53
    3.2.2 分流比对压力降的影响  53-54
    3.2.3 气液比对压力降的影响  54
    3.2.4 分流比对底流气体流量的影响  54-55
    3.2.5 气液比对底流气体流量的影响  55
  3.3 样机实验结果和模拟结果对比分析  55-57
  3.4 本章小结  57-59
结论  59-60
参考文献  60-63
发表文章目录  63-64
致谢  64-65
详细摘要  65-71

气—液旋流分离器流场特性及实验研究

内容摘要

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