轴流式双筒体气液旋流分离器性能试验研究--《中国石油大学》2011年硕士论文
轴流式双筒体气液旋流分离器性能试验研究
【摘要】：随着石油、化工、生物技术的发展,气液分离技术应用越来越广泛。气液旋流分离器,因其结构简单紧凑、重量轻、能耗低等优点,尤其适合用在海上油气开发输送等方面。传统导叶式气液旋流分离器在处理气量和气体含液浓度方面有一定的局限性。当入口流量和含液浓度较大时,分离柱段内壁上附着的液膜厚度增大,返混夹带现象增多。通过开缝和在分离器柱段加外筒,构成一种新结构的气液旋流分离器,即轴流式双筒体气液旋流分离器。柱段开缝后,柱段内壁上附着的液膜厚度降低,有效的遏制了返混夹带现象的发生。
针对气液旋流分离器筒体内壁面附近液膜层返混夹带严重、高浓度条件下分离效率低这一问题,在现有导叶式气液旋流分离器基础上,通过在筒体上开缝和增加外套筒进行了新结构设计和性能试验研究。基于相同工况下原基准结构和新结构的分离性能测试,对不同开缝结构进行了结构参数和操作参数优化。试验结果表明,具有开缝结构的分离器可以大大减少原结构存在的返混夹带现象,分离效率有明显提高;入口流量和含液浓度的适用范围也得到扩展。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国石油大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TQ051.8【目录】：
Abstract5-8
第1章 前言8-11
1.1 研究的背景8
1.2 研究的目的及意义8-9
1.3 主要研究内容9-11
第2章 气液分离技术应用研究现状11-23
2.1 气液分离技术的分类和发展11-12
2.1.1 重力沉降分离11
2.1.2 惯性分离11
2.1.3 过滤分离11-12
2.1.4 离心分离12
2.2 气液离心分离技术的分类和发展12-16
2.2.1 管柱式气液旋流分离器12-13
2.2.2 螺旋片导流式气液分离器13-14
2.2.3 管道式气液旋流分离器14
2.2.4 旋流板式气液分离器14-15
2.2.5 轴流导叶式气液旋流分离器15-16
2.3 旋流分离器内流场特点16-17
2.4 液滴在气流中的运动分析17-19
2.4.1 液滴在容器气流中的运动分析与计算17-18
2.4.2 液滴碰撞和聚合模型18
2.4.3 气液旋流器内液滴破碎及碰撞理论分析18-19
2.5 结构参数对气液旋流分离器性能的影响19-23
2.5.1 筒体结构对分离性能的影响19-21
2.5.2 导叶角度对分离性能的影响21-22
2.5.3 排气管结构对分离性能的影响22
2.5.4 柱段长度对分离性能的影响22-23
第3章 实验装置、内容及计算方法23-33
3.1 试验原理23
3.2 实验装置23-26
3.3 主要测试参数及测试方法26-31
3.3.1 静压、动压测量26
3.3.2 流量测量26-30
3.3.3 入口含液浓度Ci30
3.3.4 压力降测量30
3.3.5 阻力系数30-31
3.3.6 总效率ET31
3.4 实验内容31-33
3.4.1 基准实验31
3.4.2 内筒开缝对比实验31
3.4.3 试验步骤31-32
3.4.4 注意事项32-33
第4章 试验结果分析33-44
4.1 基准实验结果与讨论33-36
4.1.1 入口流量与分离效率的关系33-34
4.1.2 含液浓度与分离效率的关系34-35
4.1.3 入口流量对出口压降的影响35-36
4.2 开缝实验结果与讨论36-44
4.2.1 开缝后相同含液浓度入口流量与分离效率的关系36-39
4.2.2 开缝后含液浓度与分离效率的关系39-40
4.2.3 开缝对出口压降及阻力系数的影响40-42
4.2.4 开缝数量对分离效率的影响42-44
第5章 结论及进一步工作展望44-47
5.1 结论44
5.2 进一步工作展望44-47
5.2.1 操作参数方面44-45
5.2.2 结构参数方面45-47
参考文献47-50
攻读工程硕士学位期间取得的学术成果50-51
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