不同入口形式油水分離旋流器數值模擬的對比分析

王 圓，趙立新，王月文，徐保蕊，蔣明虎

（東北石油大學，黑龍江大慶 163318）

1 前言

水力旋流器由于具有操作方便、生產能力高、節省空間等優點，已經被廣泛應用于石油、化工、冶金、市政等行業［1］。雖然旋流器結構相對簡單，但其內部流場卻非常復雜，旋流器的入口則是影響流場分布和分離性能的關鍵因素之一。因此，一個合理的入口結構對提高分離效率和降低能耗至關重要［2］。

研究人員對旋流器的入口結構曾開展相關研究工作。蔣明虎等研究表明，水力旋流器入口段的壓力損失占總體壓力損失的近40%，而這部分的能耗對旋流分離過程并無貢獻［3］。K Hwang等研究了入口尺寸、入口數量和安裝入口導槽對分離效率和分割尺寸清晰度的影響，結果表明增加入口數量和減小入口寬度可以提高分離效率，錐型頂板有助于減小循環流區域而提高分離效率［4］。L Zhang等研究了阿基米德螺旋線入口旋流器的流場和分離性能，研究表明與常規入口旋流器相比該旋流器的壓力場分布均勻、短路流少、分離效率較高［2］。趙立新等對入口傾角對油水分離旋流器流場和性能的影響進行研究，發現傾斜入口流道旋流器具有更低的壓力降，優選出傾角為15°和20°的旋流器分離效果較為理想［5］。在入口形式對旋流器磨蝕影響方面，Xu Peng等研究表明矩形切向入口對磨蝕影響最大［6］。

本文在借鑒前人研究的基礎之上，通過數值模擬技術，對4種不同形式入口的油水分離旋流器的流場及分離性能進行分析與對比。……