叶片式旋风管流场数值模拟研究.pdf

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1、第44卷第1期石油化工设备Vo1．44No．12015年1月PETR0一CHEMICALEQUIPMENTJan．2015文章编号：1000—7466(2015)Ol一0034—06叶片式旋风管流场数值模拟研究李琦。，罗敏管西旗韩传军，杨生红(1．西南油气田分公司输气管理处，四川1成都610213；2．西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室(西南石油大学)，四川成都610500)摘要：为完成天然气输送中的净化，探究含杂质天然气在旋风分离器中的流动和分离规律，以常温下的甲烷气体近似替代天然气作为研究对象，运用数值模拟方法对叶片式多管旋风分离器中单管流场的压力、流速和湍

2、流情况进行了分析。数值模拟计算结果表明：①叶片式旋风管主筒内的外旋流压强较高，内旋流压强较低。整个旋风管中心处的压力最低，横切面压力变化呈近似V型分布。②从入口到出口，单管压降约为5．3kPa。③横切面速度值沿轴向变化不大，成驼峰状分布。④湍流动能集中于主筒的环形空间中，湍流动能耗散率比较高的区域则分布于排气口处和主筒较小的环形区域内。⑤排气管入口处气流速度最大，容易引发气流短路与扰流。模拟分析的结果总体上与工程实际测量吻合较好。关键词：旋风管；天然气；净化；分离；数值模拟中图分类号：TQO5O．2；TB115．2文献标志码：Bdoi：10．3969／j．issn．10

3、00-7466．2015．01．009NumericalSimulationofFlowFieldforVane-typeCycloneTubeLIQi，LUOMin，GUANXi—qi，HANChuan-jun，YANGSheng-hong(1．TheGasTransmissionManagementOfficeofSouthwestOilandGasFieldBranch，Sichuan610213，China；2．TheMinistryofEducationKeyLaboratoryaboutOilandGasEquipment，SouthwestPetroleu

4、mUniversity，Sichuan610500，China)Abstract：Inordertoensurethenaturalgasbeingtransportedandstudythelawoftheflowinthesinglecycloneseparator，themethanegaswasanalyzedasresearchobjectinthevane—typeseparator．Theresultsshowthatouterpressureishigherthantheinternalpressureinthemaincylinderofthecycl

5、onictube，andthepressureinthecenterofthecyclonictubeisthe1owest．ThedistributionofpressureissimilartoVshape，andthedropofthepressureis4．3kPafrominlettooutlet．Thevalueofthevelocityalongtheaxialvarieslittleandappearslikea“Hump”．Theturbulentkineticenergyconcentratedintheannularspaceofthemainba

6、rrel，andtheturbu—lentkineticenergydissipationrateisrelativelyhighbetweentheexhaustportandthemainbarrelwithinasmallregion．Thevelocityofgasattheoutletisthelargestandeasytocauseamixture．Thecalculationsareconsistentwiththeobservationsinengineeringpractices．Keywords：cyclonetube；naturalgas；pur

7、ification；separation；numericalsimulation天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，主天然气燃烧后，无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等要由甲烷、乙烷、丙烷及丁烷组成，其中甲烷占绝大能源有使用安全、热值高、洁净等优点，因而在生产多数，主要存在于油田、气田、煤层和页岩层之中。和生活中得到了广泛的应用。收稿日期：2014～08—01作者简介：李~(1982一)，女，四川邛崃人，工程师，在读硕士，主要从事油气储运技术和装备方面的研究工作。第44卷第1期石油化工设备V01．44No．12015年1月PETRO-CH