三相臥螺離心機油水分離的CFD分析

姜 杰，溫 冬，肖澤儀

（四川大學，四川成都 610065）

1 前言

三相臥式螺旋卸料沉降離心機利用液－液－固三相的密度差異以及兩相液體的互不相溶，通過高速離心作用對三相混合物進行有效分離，具有自動、連續(xù)操作以及分離效率高等特點，廣泛應用于輕工、化工、冶金、醫(yī)藥和食品等工業(yè)部門中［1，2］，如煉油廠含油廢水的處理和食用橄欖油的分離等［3，4］。

目前，CFD技術的發(fā)展為離心機流場的研究開辟了新的方向［5］。朱國瑞等對分離高密度聚乙烯（HDPE）的離心機進行固液兩相模擬，對離心機的分離效率進行了分析，得到的結果與試驗值較為接近［6］。楊德武采用CFD技術以石油開采中的罐底油為研究對象，模擬了油－水－渣三相在離心力場中的分離過程［7］。趙志國對碟式離心機進行二維數值模擬，得到了油－水－固三相穩(wěn)態(tài)時內部流場的分布規(guī)律。迄今為止，針對三相臥螺離心機的內部流場研究報道較少［8］。因此，本文利用CFD技術對分離含油廢水的三相臥螺離心機油－水兩相進行數值模擬，進一步分析三相臥螺離心機內部流場以及離心機油水分離效率，確定排水孔寬度以及油相溢流口軸向寬度對離心機油水分離效率的影響，為三相臥螺離心機的理論設計與研究提供依據。

2 物理模型

2.1 三相臥螺離心機原理

圖1為三相臥螺離心機轉鼓橫截面示意。含油廢水經進料管進入螺旋內筒，在螺旋內筒短暫的預加速后進入離心機轉鼓。在轉鼓和螺旋葉片的作用下，固體顆粒沉降在轉鼓壁上經螺旋葉片推動從固相出口排出。……