聚结板分离器油水分离影响因素模拟研究

摘要

聚结分离技术广泛应用于油水分离领域,而目前较少有学者通过数值模拟研究聚结板材料表面润湿性对油水分离效果的影响.鉴于此,采用Fluent数值模拟方法和正交试验法优化聚结板油水分离效果,研究了入口流速、油滴粒径和表面润湿性对聚结板油水分离效果的影响及机理.研究结果表明:入口流速越高,分离效果越差,流速大于等于0.5 m/s时,聚结板失去分离效果;倒V字波纹板的有效分离粒径大于20μm,油滴粒径越大,油水混合区的厚度越小;润湿聚结作用的场所主要发生在流域的上壁面(聚结板下表面),当粒径为20 μm时,固定上壁面的接触角并减小下壁面接触角,流域上层油相体积分数提升不超过8.6％;固定下壁面的接触角并减小上壁面接触角,流域上层油相体积分数提升超过了22.9％;聚结板表面接触角对小油滴的影响比大油滴大,当粒径为20 μm时,接触角变化导致流域上层油相体积分数最大相差34.83％;当粒径为100 μm时,接触角变化导致流域上层油相体积分数最大相差1.23％;入口流速对分离效果的影响最大,油滴粒径次之,接触角的影响最小.研究结果可为聚结板优化设计提供一定的参考.