逯建秋^1,2，陈家庆^1*，刘文津¹，罗权¹，丁国栋¹，王小平³

1. 北京石油化工学院机械工程学院，北京 1026172. 北京工业大学环境与能源工程学院，北京 1001243. 河北华北石油迪威尔石化装备工程技术有限公司，河北任丘 062552

收稿日期:2020-10-09修回日期:2020-11-19出版日期:2021-10-28发布日期:2021-10-26
通讯作者:陈家庆 Jiaqing@bipt.edu.cn

基金资助:北京市教育委员会-北京市自然科学基金委员会联合资助项目;北京市高水平创新团队建设计划项目

Structure design and optimization of thin plate static mixer for dilution water mixing

Jianqiu LU^1,2, Jiaqing CHEN^1*, Wenjin LIU¹, Quan LUO¹, Guodong DING¹, Xiaoping WANG³

1. School of Mechanical Engineering, BeijingInstitute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China2. College of Environmental and EnergyEngineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China3. Hebei Huabei Petroleum Dwell PetrochemicalEquipment Engineering Co., Ltd., Renqiu, Hebei 062552, China

Received:2020-10-09Revised:2020-11-19Online:2021-10-28Published:2021-10-26
Contact:Jia-qing CHEN Jiaqing@bipt.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 稀释水掺混是油田或炼油厂原油电脱盐系统的关键环节，直接影响电脱盐的效率和运行能耗。为进一步简化设备结构、助力系统降本增效，提出将薄板式静态混合器应用于稀释水掺混环节。在对薄板式静态混合器进行初步结构设计的基础上，对油水混合情况进行计算流体动力学(CFD)三维数值模拟，以离析强度的平方根(IOS0.5)、管路压降(Δp)等作为评价指标，考察了注水管长度、注水管?弯曲薄板间距、弯曲薄板导向位置、弯曲薄板厚度四个结构参数对油水两相混合程度及运行能耗的影响。以混合管路内径D为基准参照，借助响应曲面法(RSM)对关键结构参数进行优化，并对最优结构参数组合下的混合性能进行预测。优化所得最优结构参数组合为注水管长度为1/3D、注水管-弯曲薄板间距为4/25D、弯曲薄板导向位置为1/8π、弯曲薄板厚度为1/25D，结构优化后的IOS0.5相比优化前降低了43.06%。定性分析薄板式混合器内的水相速度云图和流线图可知，当注水比为2%时，油水两相在注水管下游3D处即可达到均匀混合状态，可见薄板式静态混合器能够在小注水比下快速实现油水均匀混合。

引用本文

逯建秋 陈家庆 刘文津 罗权 丁国栋 王小平. 稀释水掺混用薄板式静态混合器结构设计与优化[J]. 过程工程学报, 2021, 21(10): 1196-1206.
Jianqiu LU Jiaqing CHEN Wenjin LIU Quan LUO Guodong DING Xiaoping WANG. Structure design and optimization of thin plate static mixer for dilution water mixing[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(10): 1196-1206.

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