邢 雷^1,2， 蒋明虎^1,2， 赵立新^1,2*， 谯 意^1,2， 韩国鑫^1,2

1. 东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 1633182. 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室，黑龙江 大庆 163318

收稿日期:2021-01-05修回日期:2021-02-06出版日期:2021-05-22发布日期:2021-06-01
通讯作者:赵立新

基金资助:国家高技术研究发展计划;黑龙江省自然科学基金重点项目

Analysis and evaluation of oil-water two-phase centrifugal separation performance in horizontal pipe

Lei XING^1,2, Minghu JIANG^1,2, Lixin ZHAO^1,2*, Yi QIAO^1,2, Guoxin HAN^1,2

1. School of Mechanical Science and Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318, China2. Heilongjiang Key Laboratory of Petroleum and Petrochemical Multiphase Treatment and Pollution Prevention, Daqing,Heilongjiang 163318, China

Received:2021-01-05Revised:2021-02-06Online:2021-05-22Published:2021-06-01
Contact:Lixin ZHAO

摘要/Abstract

摘要： 油水分离后的测量技术广泛应用于石油开发、污水处理及化学工程等领域。如何实现快速高效的油水分隔，是精密测量领域的关键技术之一。目前，油水分隔器的结构形式较为多样，有必要开展不同分隔器的性能对比和评价研究。采用粒子成像测速技术、分隔性能实验及数值模拟等方法，对三种不同结构水力旋流器的分隔性能进行对比分析，形成了一种用于水平圆管内评价油水两相分隔性能的计算方法。结果表明，螺旋流道和导流叶片式旋流器可使流场的轴心区域形成回流，两种结构存在不同尺寸的零轴向速度包络面。入口雷诺数为6.68×104时，导流叶片结构后端流场的切向速度最大，但随着轴向距离增加，切向速度衰减程度增大，在500 mm轴向长度内切向速度最大值衰减94.05%。螺旋流道结构形成的油核在圆管轴心处体积分数最大，聚集程度更好。为了对不同结构旋流器的分隔性能进行定量评价，以圆管内轴心油核径向聚集程度及轴向的延伸长度为评价指标，形成了圆管内油水分隔效率计算方法。通过对三种结构在不同雷诺数下的分隔效率进行对比，得出螺旋流道结构呈现出了最佳的分隔性能。入口雷诺数在4.14×104~10.7×104范围内增大时，螺旋流道式旋流器的油水分隔效率由16.6%提升至82.1%，高于其他两种结构。分隔效率评价结果与分隔性能实验结果呈现出了相同的规律性，验证了分隔效率评价方法的可行性及准确性。

引用本文

邢雷 蒋明虎 赵立新 谯意 韩国鑫. 水平圆管内油水两相旋流分隔性能分析与评价[J]. 过程工程学报, 2021, 21(5): 558-566.
Lei XING Minghu JIANG Lixin ZHAO Yi QIAO Guoxin HAN. Analysis and evaluation of oil-water two-phase centrifugal separation performance in horizontal pipe[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(5): 558-566.

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参考文献

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