三相分离器液相出口处旋涡的流场特性及消涡措施研究

摘要

三相分离器用于来料中气、油和水这三相的分离。在油和水的出口处常常由于流体流态不稳定而产生有害旋涡,这时就需要加防涡流挡板。相关标准中规定的防涡流挡板的结构尺寸和形式都比较单一,造成流体排液过程中流动不够稳定。
　　 本文研究了容器排液过程中产生旋涡的临界液位高度和防涡流挡板的结构参数,利用流体力学软件FLUENT对容器排液过程进行模拟,得到了旋涡运动过程。通过改变防涡流挡板的结构参数,模拟得到了具有最佳消涡效果的参数值。计算结果表明,模拟得到的产生旋涡临界液位高度值在理论计算值范围内,证明模拟结果的准确性,得到的临界液位高度曲线对实际生产有理论指导意义。对防涡流挡板的结构参数研究发现,挡板直径与排液管径相等、顶角为150°和适当降低挡板安装高度时,旋涡强度可以大幅降低。将这些参数应用到不同排液口直径的容器后验证该新型挡板有一定的通用性。论文研究工作对防涡流挡板的结构改进具有重要的应用价值。