反射式入流構件對重力油水分離器流動均勻性的影響及結構優化

李 權王宗勇林茹亭李 航劉家棟

(沈陽化工大學機械與動力工程學院,沈陽 110020)

在重力分離器中,入流構件的作用是吸收進入分離器內高速液流的動能,減小入流對設備內流場的沖擊,同時具有促進入流初步分離的作用。 常用的入流構件有擋板式、碟式、離心式和孔箱式等。其中擋板式和蝶式主要利用碰撞原理使液流從擋板邊緣流向分離區,防止入流直接沖擊分離區流場。 由于擋板后流場比較紊亂,流動條件差,不利于油水分離過程的進行,目前較少使用[1]。 離心式入流構件是利用離心原理,強化入流構件的預分離作用,因其處理量大、停留時間短、分離效率高、維護成本低而具有較大的應用潛力[2]。 但離心式入流構件存在動力消耗大、入流不均勻等缺點,在強調預分離作用的情況下,離心式入流構件是一種不錯的選擇。 孔箱式入流構件具有較好的穩流、整流作用,但該構件結構復雜、占據有效空間大,預分離作用沒有離心式入流構件效果明顯。

隨著計算機技術的進步,數值模擬(CFD)法已成為入流構件設計的一種有力工具,可確定入流構件的最佳幾何形狀和尺寸[3]。 CFD 能夠獲得兩相行為特征的流場細節,這是實驗方法難以提供的[4]。 Mahmood 等[5,6]采用Eulerian-Eulerian 模型,通過Fluent 軟件模擬研究了入口位置及入流方向對分離器性能產生影響,發現改變入流方向對分離器性能影響較顯著,可使分離效率提高約8%;江朝陽等[7]利用Fluent 軟件的Realizablek-ε模型及響應面分析法研究了一……