不同形状喷嘴的射流清洗数值模拟研究.pdf

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1、石油机械2014年第42卷第4期CHINAPETROLEUMMACHINERY油气田开发工程不同形状喷嘴的射流清洗数值模拟研究邓志安马旭东沈海静由洋(西安石油大学石油工程学院)摘要：为了研究喷嘴形状结构参数的变化对流场的影响，在同一入射速度15m／s、2种喷嘴的长度都为50mm和截面积都为0．5am情况下，对圆柱形和方形2种喷嘴的内、外部流场进行模拟计算。分析了喷嘴内、外部流场的分布情况，同时研究圆柱形喷嘴和方形喷嘴的速度云图，动压云图及湍流强度分布的差异。研究结果表明，方形喷嘴与圆柱形喷嘴相比，经过方形喷嘴射出的流体与壁面

2、撞击更强，同时与罐体内空气的卷吸更厉害，产生的湍流强度更大，对于污垢的一次性清洗更加彻底，清洗效率更高，清洗效果更好。关键词：喷嘴；射流；油罐；清洗；CFD；数值模拟中图分类号：TE972文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．04．019ResearchontheNumericalSimulationofJetCleaningwithNozzlesofDifferentShapesDengZhi’anMaXudongShenHaijingYouYang(CollegeofPetro

3、leumEngineering，Xi’anShiyoMUniversity)Abstract：Tostudytheeffectsofthevariationofnozzle’Sstructuralparametersontheflowfield．theauthorconductedasimulationcalculationoftheinternalandexternalflowfieldsofcylindricalandsquarenozzlesatthesameincidentvelocityof15m／sandwith

4、thenozzles’lengthbeing50mmandtheirsectionalareabeing0．5cm．Thedistributionoftheinternalandexternalflowfieldsofnozzleswasanalyzed．Meanwhile，thevelocitynepho—gram，dynamicpressurenephogramandturbulencestrengthdistributiondifferenceofthenozzleswerestudied．Theresearchfin

5、dingsshowthatcomparedwiththecylindricalnozzle，thesquarenozzleejectsfluidthatcollideswiththewallsurfacemorefiercely，withastrongerentrainmentofairinthetank．Theproducedturbulencestrengthismoreremarkable．One—timecleaningofdirtismorecomplete．Thecleaningeficiencyishigher

6、andthecleaningeffectismoredesirable．Keywords：nozzle；jet；tank；cleaning；CFD；numericalsimulation到人们的青睐。高压水射流清洗技术是利用高压发0引言生装置产生高压水流，再利用喷嘴将压力转变为高度聚集的水射流动，冲击到清洗物的表面，从而使在石油化工行业中，有许多设备经过长时间的附着层从物体(基体)表面脱离下来，达到清洗工作运行，在设备中会产生结垢物和固体沉积的工艺目的J。喷嘴是高压水射流清洗系统中非物lIJ。因此，清洗作业逐渐变成为石油化工

7、领域常重要的组成部分，它影响着清洗系统的其他各个不可或缺的一个行业，而设备的清洗效果直接影响部件J。因此，喷嘴的情况直接决定了高压水射设备的运行以及工作效率。目前常用的清洗方法主流进行清洗时的效率以及清洗的质量。笔者拟在标要有化学清洗和物理清洗2类，化学清洗比较复准，(一方程模拟模型上，运用Fluent软件对从不同杂，并且投资大，对环境危害也大；而物理清形状的喷嘴射出的水射流内、外部流场进行数值模洗方法中的高压水射流清洗以它独有的优势逐渐受拟分析一。石油机械2014年第42卷第4期前面流体向周边扩散漫流。水流对罐体表面撞击产

8、1模型的建立生的作川力将罐体表面的沉积物剥离，从J『『达到对罐体清洗的日的。I．1标准，c—s模型标准，c一模型为：Ot+a=甚Oxl＼’rr／alClG，1s—一一Lzp旦(2上兰一Ot。Ox杀o"~+、lOxj]+G-p~／／L／L●23图1油罐沉积物及结垢物理模型其IfI湍动能为：、