CFD軟件的水力旋流器進口設計及耐磨度評估

利用rsm模型模擬計算三維水力旋流器模型,分析了計算結果,并且與相關文獻比較后認為:三維模型模擬水力旋流器具有一定的可行性,而二維軸對稱模型與實際有一定的差距。

為了獲得充氣水力旋流器在用以控制大密度有用礦物過磨的進一步研究中其結構及操作參數優(yōu)化的理論基礎，本文采用改進型充氣水力旋流器處理了含銅多金屬硫化礦物。研究了其結構九和操作參數對其分級與富集特性的影響。

水力旋流器是一種應用于非均勻相混合物分離的設備,通常應用于污水處理系統(tǒng)的一級除油設備,利用油水密度差在離心力的作用下將油水進行分離.由于其理論處理效率高、占地空間小的優(yōu)點在海上采油平臺中廣泛使用.但目前在渤海地區(qū)內無成功使用的案例,在實際應用當中發(fā)現其處理效果不明顯,而且含油污水的排量較大對平臺的排放系統(tǒng)產生巨大的壓力,增加現場工作量,大多數基本處于停用狀態(tài).錦州25-1南油氣田通過對水力旋流器現場調試和數據分析找出影響水力旋流器處理效果的因素,對水力旋流器系統(tǒng)進行了優(yōu)化改造,通過現場調試,大幅提高了水力旋流器的處理效率.

介紹了一種適合超細粒子分級的新型過濾式水力旋流器,它在增加處理量、降低能耗、適應性等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的小直徑水力旋流器。

根據作者提出的水力旋流器分離過程中工作流體呈組合螺線渦或由其簡化的組合渦中的最大切線速度軌跡特征,導出生產能力、分離粒度和基本直徑3個基本公式,編制出水力旋流器選型計算新程序,并用生產實例印證了該程序的適應性和可靠性,供讀者在實際工作中參考或應用。

水力旋流器是應用離心分離原理進行油水分離的重要部件之一,在我國石油行業(yè)中已得到廣泛應用。該文利用rngk-ε模型和ansys軟件及理論,建立了水力旋流器的結構模型,經分析得出在操作參數變化時水力旋流器分離效率的變化規(guī)律,從而確定各影響因素的關系及適用范圍,為實際操作提供理論依據。

文章在分析影響水力旋流器分級效率因數的基礎上,提出通過降低底流中細粒級含量來增大旋流器的分級效率的方法,并對旋流器做了一些改進。新型旋流器采用加沖洗水的方式對礦漿進行二次分級,利用獨特的底流口旋轉篩分分級技術對底流進行三次分級,減少底流中細粒含量,以滿足高效分級的要求。

眾所周知,用于顆粒狀物料分級的水力旋流器的工作效率取決于其部件,包括沉砂口的工作表面的狀況。全蘇非金屬建筑材料和水力機械化科學研究所經研究建議采用工作表面粗糙,邊部顆粒粒度相同而高度不同的沉砂口。

介紹了水力族流器沉砂筑壩新工藝的工業(yè)試驗和旋流器參數的選擇．

輕質分散相水力旋流器在食用油的提煉、奶品脫脂、果汁濃縮等農副產品加工以及廢水回用于農田水利的過程中有著廣泛的應用前景。該文根據旋流器的分離效率模型計算并關聯(lián)了輕質分散相水力旋流器的分割尺寸d50,可作為衡量旋流器分離能力的標志。得到的結果可適用于不同的流體流量、不同的分流比、不同的流體物性參數以及不同尺寸關系的旋流器。根據計算結果,分流比對分割尺寸的影響比較小,半錐角、溢流口尺寸與底流口尺寸對分割尺寸的影響比較大。旋流器大小、流體的流量以及物性參數對旋流器分割尺寸的影響比較直接,當旋流器尺寸r0、流量以及物性參數變化時,分割尺寸的改變遵循旋流器數不變的規(guī)律。由于分割尺寸與r0的平方根成正比,所以旋流器尺寸越小,分割尺寸也越小,因此旋流器的分離能力也就越大。

介紹了液-液分離水力旋流器的理論研究進展,分析了各種數學模型的研究狀況及存在的問題,對人工神經網絡在液-液分離水力旋流器的應用及其發(fā)展進行了展望。

水利旋流器的眾多優(yōu)點使其在礦山單位的應用十分廣泛,但隨著礦山生產規(guī)模的擴大它又成為制約生產的首要因素。山東某金礦選礦車間通過流程改造,有針對性的采用非常規(guī)浮選流程在原有設備不變的情況下成功解決了由于處理量提高帶來的各種生產問題,提高了水利旋流器的分級效率,減少了金屬流失,為該礦山單位每年增加1307.124萬元的經濟效益,社會效益十分顯著。

研究入口流道帶傾角的水力旋流器模型,用gambit軟件建模并劃分網格,運用fluent軟件對其油水分離情況進行數值模擬,分析了傳統(tǒng)直入口流道與帶傾角入口流道的區(qū)別。發(fā)現傾斜入口模型壓力降明顯降低,有助于降低旋流管能耗。傾斜入口模型模擬中,底流處油的濃度較低,分離效果較好。

針對固液分離水力旋流器,研究了結構參數及操作參數對壓力特性的影響,得到了含氣條件下水力旋流器的壓力特性研究結果,并進行了能耗分析。實驗結果表明,在含氣條件下水力旋流器的溢流和底流壓差都顯著增加;在不含氣條件下壓降比隨著流量的增加而降低,但在含氣時則基本保持不變;隨著旋數的增加,壓差增大,而壓降比減小;隨著氣液比的加大,壓差基本呈增加趨勢,而壓降比則無明顯變化。最后指出,減少水力旋流器能量消耗的方法主要有降低流量、旋數或氣液比,其中最可行的方法是降低水力旋流器入口處的氣液比,即提高游離水脫除器等前端處理設備的除氣效率,盡可能降低混合介質中氣體的含量

利用直徑250mm的水力旋流器開展了泥、沙分級的工業(yè)性試驗,研究了入料壓力對旋流器分級效率和濃縮效果的影響規(guī)律。結果表明:水力旋流器的最佳分級效率與最佳濃縮效率處于不同的壓力操作區(qū)間,旋流器的底流濃度入料壓力增大而持續(xù)提高,但分級效率則呈先緩慢上升到臨界點,然后急劇下降的趨勢。實際操作時,應當合理控制旋流器入料壓力,避免因過度濃縮而犧牲分級效率。

采用計算流體力學軟件fluent6.3對三相旋流器結構參數和分離效率的關系進行了數值模擬研究,通過研究發(fā)現,調整結構參數,包括:溢流管徑、溢流管插入深度、進料管結構、圓筒段結構和集砂桶的結構等,可以極大地提高水力旋流器的分離性能。為今后三相分離水力旋流器的設計、制造提供參考。

獲各琦銅礦井下充填系統(tǒng)原使用水力旋流器沉砂進行膠結充填,但隨著生產規(guī)模的不斷增加,充填尾砂量不能滿足生產需求,沉砂濃度也僅68%。通過將8臺350mm水力旋流器替換為4臺fx150-gx-b×10水力旋流器組,對充填系統(tǒng)進行技術改造。改造后,旋流器沉砂濃度提高到70%,收砂效率提高到72.36%,尾砂利用率提高到60%以上,充填體單軸抗壓強度滿足生產要求,解決了充填尾砂量不足的問題,減少了尾砂的工業(yè)排放,取得了滿意的效果。

利用空氣壓縮機、nikuni氣液混合泵對旋流器單體進行注氣試驗.通過注入的微氣泡捕獲微小油滴形成的油-氣復合體,在離心力的作用下,氣泡將攜帶油滴運移至核心處,完成氣浮選和旋流分離的協(xié)同效應,從而實現油水高效分離.試驗結果表明:采用注氣方法可改善水力旋流器的分離效果,但空氣壓縮機單點注氣破壞流場的穩(wěn)定,旋流器分離效率的提高并不明顯;空氣壓縮機入口注氣、微孔管旋流腔注氣與采用nikuni氣液混合泵注氣3種條件下,水力旋流器的分離效率均可達到95%以上,是較為理想的注氣形式.

加拿大在阿爾伯特的麥克穆里地區(qū)產出了在量的同砂尾礦，包括砂、粘土及混入的瀝青。本研究的目的是選用水力旋流器并對它在排除尾礦中細粒物料方面的作用進行評價，同時產出固體含量為７５％的沉砂產品。

針對水力旋流器應用于井下時入口流道變短這一問題,對不同短流道入口井下水力旋流器進行數值模擬和實驗研究,得到其內部流場分布、壓降及分離效率分布規(guī)律,可為井下用水力旋流器的現場實際應用提供理論依據。

本文采用內流場模型,計算了輕質分散相液—液旋流器內的流線分布與速度分量。結果表明:輕質分散相旋流器內的流線分布狀況明顯不同于固—液旋流器。理論預測的軸向速度分布能夠與實測數據很好地吻合;切向流速分布隨軸向位置有微量的變化,與徑向坐標之間的關系可按半自由渦形式擬合,但擬合出的指數約在0.35～0.39之間,明顯低于固—液旋流器中相同的指數;徑向速度分量明顯隨軸線位置變化,與徑向位置之間成線形關系。徑向速度分量與軸向速度和切向速度相比大約小兩個數量級。

固-液、液-液等二相水力旋流分離器已經是現今石油石化工業(yè)中不可缺少的分離工具,但目前還不能分離液體中同時含有石油和固體顆粒的多相混合物。因此,要研究一種新型的固-液-液三相分離旋流器。簡述了三相分離器的原理、研究現狀和發(fā)展趨勢。