三相分离器的设计及流场分析研究.pdf

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1、困书分类号：ＴＥ９７学校代码：１０６巧硕±尊値餘变＾ＭａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ、Ｍ论文題目Ｈ相分离器的设计及流巧分祈研巧研究生姓名毛东壁导师姓名杨店明（教授）学科专业化工过程机械研究方向圧力容器及管道的可靠性及安全工程—二０—五年Ｈ月西南石油大学研究生学位论义巧识产权声明书及学位论义版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。

2、本人允许论文被查阅和借阅。学校可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和一汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于１、保密（），在年解密后适用本授权书。２、不保密＂＂（请在Ｗ上相应括号内打Ｖ），学位论文作者签名：遺：么穿指导教师签名ｒ年／月曰年月曰／（＾｜＾西南石油大学硏究生学位论文独创性声巧本人声明：所呈交的研究生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得

3、。的研究成果据我所知，除了文中特别加Ｗ标法和致谢的地方外，本论文不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机一构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：Ｍ空年／月２曰（？摘要一Ｈ相分离器的分离效率一Ｈ相分离器是油田地面工程中重要的设备之，提高直是研究的重点，而其内部构件对分离效率有很大影响。本文基于水平集理论，通过对＂＂单颗油滴和固相颗粒在水中的沉降进行仿真模拟。然后根据半满法设

4、计理论进行卧式Ｈ相分离器的初始尺寸设计，并对聚结构件的内部流场进行油气水Ｈ相瞬态模拟计算，主要得到了如下研究成果：＂＂（１）基于半满法，首次对卧式Ｈ相分离器中天然气的油水分离进行了初步的设计，设计计算主要考虑油、水沉降分离原理和液相停留时间，从而确定出半满式的卧式三相分离器的初步尺寸，为模拟仿真分析提供了基本的尺寸。并据此对初步设计进行了相应的改进一，设计出个新型的具有相关结构参数优化的Ｈ相分离器，通过比较分析确定了入日的结构、除雾器和聚结构件等。（２）基于水平集理论，首次通过对单颗固相颗粒和油滴在水中的沉降

5、进行仿真模拟，找到单颗油滴和固相颗粒的沉降规律，并且通过研究油滴和固相颗粒的直径对沉降分离时间与速度的影响规律，找到沉降时间、沉降速度与粒径的关系。（３）对聚结构件进行网格无关性分析，得到２ｒｍｎ网格能够较为精确的研究聚结构件的沉降分离过程，并且通过对比有无聚结构件的两种模型沉降分离过程中的速度，仔细研究了聚结构件的沉降机理。研究油滴的粒径和粘度、压力和体积分数分布对沉降分离的影响关系，结果表明，随着油滴的粒径减少和粘度增加，沉降分离的难度増大。最后，考虑油水分离中含气泡、固相颗粒等因素，研究了油气水和油气固等

6、组合下的沉降分离过程。（４）对影响倾斜聚结构件分离效果的结构参数进行了研究，分别研究了影响聚结构件分离效果的聚结构件的倾斜角度和板间距，通过分析不同倾斜角度和板间距的参数组合°，得到了分离效果较好的斜板聚结构件参数，即倾斜角度为４５，板间距为１５ｍｍ。确定了影响聚结构件的具体设计参数。在文献调研和分离机理分析的基础上，研究倾斜聚结构件板上开孔对Ｈ相分离器分离效果的影响，但是，Ｓ相分离器的聚结构件开孔对分离效果影响不大。：Ｈ相分离器关键词；重力沉降；水平集方法；数值仿真Ａｂｓｔｒａｃｔ－Ｔｈｒｅｅｐｈａｓ

7、ｅｓｅｐａｒａｔｏｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｏｉｌｆｉｅｌｄｒｏｕｎｄｇ－ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ．Ｓｅａｒａｔｉｏ打ｅｆｉｃｉｅｎｃｉｍｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｒａｓｓｏｇｇｐｙ化ｅｈａｓｅｓｅａｒａｏｉｓ化ｅｅｍｈｉｆｐｐｐｐｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄ比ｅｉｎｎｅｒｃｏｍｐｏ打ｅｎｔｓａｆｅｃｔ化ｅｓｅｐａｒａｔｉｏ打ｅｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅａｄｙ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏ打

8、ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｉｎｇｌｅｏｉｌｄｒｏｐａｎｄｓｏｌｉｄｉ打ｗａｔｅｒｂｔｈｅｌｅｖｅｌｙ－ｓｅｔｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ