高效仰角式游离水脱除器的研究

摘要

仰角式游离水脱除器作为一种新型高效的油水分离器，是针对高含水采出液而提出的。在高含水情况下要得到稳定的产量，必须处理大量的采出液，这样就加重了油水分离器的运转负荷，因此研制开发新型高效的油水分离器，增加处理量、提高分离效率、减少运营成本势在必行。高效仰角式游离水脱除器便应运而生。
　　 本文采用有限元软件ANSYS对仰角式游离水脱除器进行了数值模拟研究。通过改变游离水脱除器的结构参数及工艺条件对游离水脱除器的应力分布及位移变化进行了系统的研究，得出以下主要结论：
　　 (1)现场实际生产中所使用的直径为2m，长度为20m，壁厚为12mm，鞍座中心距封头切线的距离A为0.5m，仰角角度为12°的仰角式游离水脱除器其应力应变均在校核范围之内。
　　 (2)仰角角度、鞍座位置以及工质密度对仰角式游离水脱除器关键部位的应力分布和位移变化的影响呈现出一定的规律性。通过对不同鞍座位置模型的分析与比较，验证了对于水平放置的薄壁卧式容器，鞍座越靠近封头越好这一理论同样适用于具有一定倾角的容器。
　　 (3)通过对鞍座处于不同位置时筒体上的应力分布及位移变化的分析知，对直径为2m，长度为20m，壁厚为12mm，鞍座中心距封头切线的距离A为0.5mm，仰角角度为12°的游离水脱除器而言，A值最好取1.5～2m，即A/L=0.1左右。
　　 (4)通过全面搭配试验及回归分析，确定了挠度、支座反力、当量应力、等效应力、最大轴向拉应力与仰角角度、简体直径、简体长度这三个要素之间的关系。在回归模型的基础上，编制了计算应力应变的程序，为工程的实际应用提供了快速计算的界面。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章文献综述

1.1研究背景

1.2含聚后油水分离技术的研究

1.2.1油水分离的原理

1.2.2含聚后油水分离的特性

1.2.3含聚后对游离水脱除器的影响

1.2.4现有游离水脱除器的改进

1.3仰角式游离水脱除器

1.3.1仰角式游离水脱除器的结构

1.3.1仰角式游离水脱除器的优越性

1.4 ANSYS软件

1.4.1有限元方法

1.4.2 ANSYS简介

1.4.3 ANSYS在压力容器设计中的应用

1.5研究内容

第二章高效仰角式游离水脱除器的应力应变分析

2.1模型建立

2.1.1物理模型

2.1.2有限元模型

2.2网格生成

2.3边界条件与载荷

2.4圆筒的应力校核与调整

2.4.1圆筒轴向应力的校核与调整

2.4.2鞍座处圆筒切向剪应力的校核与调整

2.4.3圆筒周向应力的校核与调整

2.5筒体的变形情况及位移分布

2.6小结

第三章结构参数对承载能力的影响

3.1仰角角度的影响

3.1.1支座反力

3.1.2左鞍座中心处筒体上的应力分布及位移变化

3.1.3圆筒跨中截面处筒体上的应力分布及位移变化

3.1.4筒体底、顶部的应力分布及位移变化

3.2鞍座位置的影响

3.2.1支座反力

3.2.2左鞍座中心处筒体上的应力分布及位移变化

3.2.3圆筒跨中截面处筒体上的应力分布及位移变化

3.2.4筒体底、顶部的应力分布及位移变化

3.3工质密度的影响

3.3.1支座反力

3.3.2筒体底、顶部的应力分布及位移变化

3.4小结

第四章应力应变的回归模型

4.1实验设计及数值模拟

4.2回归模型的建立与检验

4.2.1回归模型的建立

4.2.2回归模型的检验

4.3应用程序

4.3.1应用程序说明

4.3.2应用程序的检验

4.4小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致 谢