兩相出口對軸向渦流分離器的影響研究

基金項目：國家自然科學基金項目“多種通信約束下網絡化智能系統的性能分析與優化設計”（62173049）。

婁煥偉，張興凱，劉旭煜，等.兩相出口對軸向渦流分離器的影響研究116-123

Lou Huanwei，Zhang Xingkai，Liu Xuyu，et al.Influences of two-phase outlet on axial vortex separator116-123

為了更好地預測分離器的分離效率和設計出更高效的分離器，應進一步了解其內部流場分布特性及不同結構參數對內部流場的影響。為此，采用Fluent軟件對軸向渦流分離器內部流場分布特性和分離器兩相出口結構對內部流場及分離性能的影響展開研究。研究結果表明：當水相出口直徑增加到40 mm時，軸向渦流分離器水相出口處會形成一個低速回流區域，可通過減小管徑收縮程度等方法來緩解該現象的影響；在其他結構參數不變的情況下，分離器的分離效率是關于雷諾數和兩相出口與入口直徑之比的函數；分離效率正比于油相出口與入口直徑之比，與雷諾數、水相出口與入口直徑之比均為二次函數關系。研究結論可為進一步優化軸向渦流分離器的分離性能提供理論參考。

軸向渦流分離器；分離性能；數值模擬；流場分析；影響因素

TE934

A

015

Influences of Two-Phase Outlet on Axial Vortex Separator

Lou Huanwei" Zhang Xingkai" Liu Xuyu" Wang Zhihui" Liao Ruiquan" Ye Chun

（Laboratory of Multiphase Pipe Flow，Gas Lift Innovation Center，CNPC，Yangtze University;Hubei Key Laboratory of Petroleum Drilling and Production Engineering）

Investigating the internal flow field distribution of the axial vortex separator and the influences of structural parameters on the internal flow field is necessary to effectively predict the performance of the separator and design a more efficient separator.The Fluent software was used to analyze the distribution of flow field inside the axial vortex separator and identify how the two-phase outlet structure affects the internal flow field and separation performance of the separator.The results show that a low-velocity reflux area occurs at the water phase outlet of the separator when the outlet diameter increases to 40 mm.This phenomenon can be mitigated by reducing the severity of pipe diameter shrinkage or other means.With other structural parameters constant，the separation efficiency of the separator is a function of the Reynolds number （Re） and the ratio of two-phase outlet to inlet diameter （Dw/Din or Do/Din）.The separation efficiency is proportional to the ratio of oil phase outlet to inlet diameter （Do/Din），and also a quadratic function of Re and Dw/Din.The research findings provide theoretical reference for optimization of the axial vortex separators performance.

axial vortex separator;separation performance;numerical simulation;flow field analysis;influential factor

0" 引" 言

隨著油田開采時間的延長，產出液中含水體積分數逐年增加，部分井液的含水體積分數高達95%以上［1］。作為原油開采過程中的關鍵環節，油水分離技術將更加得到重視。常見的油水分離方法有化學法、電脫法、重力沉降、過濾分離和旋流分離等。其中油水旋流分離技術具有分離效率高、占用空間小和操作簡單等優點，在石油和化工等行業得到廣泛的應用。

旋流分離技術分為靜態旋流分離技術和動態旋流分離技術2種。軸向渦流分離器是動態旋流分離技術的一種實際應用，具有處理量大、分離效率高、能耗比低及適應性強等特點，其中旋轉機筒和靜止機筒相結合的結構使整個分離器的結構更為簡單緊湊。軸向渦流分離器起源于20世紀90年代美國EVTN公司，是基于軸向渦流分離技術原理設計的VAS軸向渦流分離設備。該公司在2004—2010年多次在墨西哥灣對不同的軸向渦流分離設備進行現場試驗并取得了不錯的成果［2］，但并沒有將相關技術及成果對外報道。北京石油化工學院自主設計了BIPTVAS－I型試驗用軸向渦流分離器［3］和BIPTVAS－Ⅱ型軸向渦流分離器工程樣機，并在流花11-1油田成功地進行了現場試驗［4］。姬宜朋等［5］基于神經網絡對軸向渦流分離器的渦發生器結構參數進行了設計，分析了在較高分離效率下，渦發生器結構參數隨關鍵操作工藝參數變化的趨勢，并依次確定了在特定待分離混合液物性參數下的結構參數組合；但沒有針對軸向渦流分離器水相出口直徑對其內部流場及分離性能的影響進行深入研究。

復雜的內部流場是決定軸向渦流分離器分離性能的關鍵。為了能夠更好地預測分離器的分離效率和設計出更高效的分離器，應進一步了解其內部流場分布特性及不同結構參數對內部流場的影響［6］。本文采用Fluent軟件對軸向渦流分離器內部流場分布特性和分離器兩相出口結構對內部流場及分離性能的影響展開研究，以期能進一步優化軸向渦流分離器的分離性能，為解決油水分離難題提供參考。

婁煥偉，等：兩相出口對軸向渦流分離器的影響研究

1" 技術分析

1.1" 結構

軸向渦流分離器主要由混合液入口、旋轉機筒、靜止機筒3部分構成。旋轉機筒由外部電動機驅動，兩端采用動密封連接；旋轉機筒內連接有1組螺旋形葉片。靜止機筒部分則由錐形機筒、油相出口和水相出口組成。軸向渦流分離器結構示意圖如圖1所示。圖1中Y1、Y2、…、Y8為靜止機筒內8個不同位置截面監測點。該軸向渦流分離器的結構參數為：混合液入口直徑80 mm，旋轉機筒長400 mm，螺旋形葉片長200 mm，螺旋形葉片角64°，靜止機筒長1 100 mm，錐形機筒錐角1.04°，油相出口直徑30 mm，水相出口初始直徑40 mm。

1.2" 工作原理

具有一定軸向速度的油水混合液沿軸向從渦流分離器入口進入旋轉機筒，在高速旋轉的螺旋葉片的帶動下，在分離器內做高切向速度的旋流運動。高速旋轉的油水混合液在離心力的作用下，密度較小的油相向軸心聚集，在分離器內軸心處形成油核；水相則移動到分離器邊壁。油核在軸向速度和壓差的作用下從輕相收集管流出，而水相則沿著壁面從水相出口被排出，進而達到油水分離的目的。

2" 數值模擬

2.1" 基本假設及模型設置

2.1.1" 基本假設

假設油水湍流流動發生在2種不混溶流體之間［7］，且2種液體均為不可壓縮流體；流場內溫度恒等于外界溫度，系統與外界無能量傳遞；忽略分離過程中油滴的破裂和油滴之間的相互作用力，且連續相的流動不受分散相影響。

2.1.2" 計算模型及邊界條件

采用Fluent軟件對軸向渦流分離器開展瞬態流場的數值模擬，選用全尺寸的三維模型、雙精度隱式求解方法和基于壓力的求解器。軸向渦流分離器內流場的主要運動形式為渦運動，因此選擇對渦運動計算精度更高的SIMPLE算法進行求解，其他方程均采用QUICK算法。

多相流模型可選用適用于非穩態多相流的VOF模型［8-10］，此模型計算出的結果油水兩相具有更清晰的分界面，便于更直觀地觀察油水分離情況。湍流模型通過在標準的k-ε模型的基礎上改變模型系數，增加了耗散附加項的RNG k-ε模型。

設置油相密度850 kg/m3、水相密度998.2 kg/m3、油相動力黏度為60 mPa·s、水相動力黏度為1.003 mPa·s，水相為連續相，油相為分散相。按照滑移網格設定旋轉機筒段的流體，并假設入口完全對稱，且壁面無滑移，相應的壁面設為旋轉壁面，壁面轉速和鄰近流體域轉速相對靜止。靜止機筒和旋轉機筒間交界面處設為內部交界面，設機筒壁面為固定無滑移壁面；入口邊界設為速度入口，出口邊界設為壓力出口；設旋轉機筒轉速為2 000 r/min。

2.2" 網格劃分及網格無關性驗證

2.2.1" 網格劃分

數值模擬采用三維立體模型，在ANSYS軟件中通過Fluent Meshing組件進行網格劃分。全局采用多面體網格劃分，不僅節省了網格劃分時間，還大大提高了網格質量，網格正交質量均大于0.2，偏斜度在0.5以下。在分離器壁面處添加邊界層，對螺旋葉片等復雜區域進行了網格加密，以保證計算結果的精確性。網格模型如圖2所示。

2.2.2" 網格獨立性驗證

VOF模型對網格精度要求較高，為了避免網格數量對計算結果準確性的影響，同時減少計算機的運算負荷，需要進行網格無關性驗證。在相同工況下分別對網格數725 674、913 258、1 025 474、1 193 662以及1 385 766等5種網格模型進行計算，分離效率及兩相出口流速的計算結果如表1所示。

從表1可以看出，當網格數達到100萬以上時，計算結果差距很小，而且網格數小于100萬的網格模型計算結果未達到質量守恒。綜合考慮計算效率與精度，選擇網格數量在100萬左右的模型進行模擬計算。

2.3" 模型驗證

為了驗證所建模型的準確性，在相同條件下用姬宜朋［11］對BIPTVAS－Ⅱ型軸向渦流分離器的試驗結果進行驗證研究。對不同轉速和不同入口流量下的相同軸向渦流分離器結構進行數值模擬，模擬結果與姬宜朋的試驗結果［11］進行比較，如表2所示。雖然模擬數據略高于試驗數據，但誤差均在5%以內。試驗結果與數值模擬結果的一致性表明，本文的數值模型可以準確預測軸向渦流分離器的分離性能。

3" 流場分析

軸向渦流分離器的水相與油相出口直徑Dw與Do對分離器內流場的分布有較大的影響，通過改變油水兩相出口直徑能夠直接影響不同流場分布，從而影響分離器的分離性能［12-13］。在油水混合液入口流速3 m/s，旋轉機筒轉速2 000 r/min，含水體積分數90%的工況下，對不同結構參數的油水兩相出口模擬結果進行分析。

3.1" 油相分布

軸向渦流分離器水相出口直徑為Dw=40 mm，油相出口直徑為Do=30 mm時，分離器軸向截面上油相分布如圖3所示。由圖3可知，從壁面到軸心方向上，油相體積分數逐漸增大，集中分布在軸心附近，且距離入口端越遠軸心處油相體積分數越大，即油滴受到離心作用的時間越久匯聚越充分。在距離出口端較近的區域，有部分油滴附著在壁面上，在離心力的作用下，油滴逐漸脫離壁面向機筒軸心處聚攏，進而在軸心處形成油核。距離出口端越近，油核直徑越小，油相體積分數越高，有利于油相進入收集管內，從而更好地達到油水分離的效果［5］。

inside" the separator

3.2" 壓力場分布

軸向渦流分離器內的壓力分布是影響分離器分離性能的重要因素之一［14-15］，徑向壓差是決定油滴聚并的關鍵參數。圖4為水相出口直徑Dw=40 mm，油相出口直徑Do=30 mm時，在軸向渦流分離器內不同截面處的壓力分布曲線。由圖4可知，在徑向上越靠近分離器軸心位置壓力越小，近管壁處壓力最大，壓力分布整體呈現軸心低壁面高的趨勢。這是因為流體經過旋轉機筒加速時在螺旋形葉片的推送作用下，靠近機筒壁面流體的流量和壓力同時增加，進而在軸心附近形成低壓、低軸向速度區［11］。

圖5為不同截面處油水兩相出口直徑對分離器內徑向壓差的影響規律。

由圖5a可以看出，在不同水相出口直徑條件下，不同截面處壁面與軸心的

徑向壓差在小范圍內波動不明顯，無規律性變化。由此可知，水相出口直徑雖然在一定范圍內能夠決定分離器內部壓力場的大小，但對徑向壓差的影響較小。由圖5b可知：隨著油相出口直徑的增大，分離器內徑向壓差呈現先減小后增大的趨勢，且在油相出口直徑20～35 mm范圍內變化率較大；當油相出口直徑大于35 mm時，徑向壓差值有趨于穩定的趨勢。

3.3" 速度場分布

3.3.1" 切向速度分布

由高速旋轉的螺旋形葉片提供的切向速度是流體在分離器內形成渦流的關鍵因素，同樣也是離心力的主要來源。切向速度的大小對軸向渦流分離器的分離性能起著決定性的作用。軸向渦流分離器內流體運動的基本形式為蘭金組合渦［5］，即漩渦流動。對于2種理想狀態的流體做渦流運動時，切向速度的分布可以表現為強制渦和自由渦2種。

當水相出口直徑Dw=40 mm，油相出口直徑Do=30 mm時，分離器內不同截面處切向速度分布曲線如圖6所示。由圖6可知，分離器內各截面切向速度分布符合蘭金組合渦切向速度分布規律［5］，強制渦內液體的切向速度從軸心處為0向外逐漸升高，在渦核邊界處達到最大值。自由渦內液體的切向速度從渦核邊界到分離器壁面逐漸降低。

3.3.2" 低速回流區

當水相出口直徑Dw=30、40、50、60 mm時，分離器的油相收集管與水相出口處的局部速度矢量圖如圖7所示。從圖7可以看出，當水相出口直徑增加到40 mm時，水相出口內出現了一段低速回流區域，增加水相出口直徑，回流區域也會隨之擴大。當水相出口直徑增加到60 mm時，可以發現水相出口內的回流區域幾乎占據了整個水相出口的1/2。從矢量圖上可以看出，回流區域的矢量箭頭非常稀疏，表明液體在該區域內是以非常小的流速在做回流流動。該低速回流區域的存在減小了液體在水相出口的有效流出面積。

該低速回流區域實質上是一種邊界層分離現象，其產生的原因是液體流經水相出口時，流動方向與管徑發生突變，液體在黏性和逆向壓差的作用下發生邊界層分離。可以通過減小管徑收縮劇烈程度等方法來緩解邊界層分離現象。

4" 分離性能影響分析

4.1" 影響因素及量綱分析

軸向渦流分離器的分離性能受多方面因素影響，主要包括結構參數、操作參數以及物性參數。結構參數主要是指分離器的幾何尺寸，包括渦發生器長度Lw、螺旋葉片長度Ly、葉片數n、入口直徑（渦發生器直徑）Din、靜止機筒長度L0、機筒錐角θ、水相出口直徑Dw、油相出口直徑Do等；操作參數包括入口流速vi、入口含水體積分數ε等；物性參數有水的黏度μw、水的密度ρw和油的黏度μo、油的密度ρo。因此，軸向渦流分離器的分離效率η為：

η=f（Lw，Ly，n，Din，L0，θ，Dw，

Do，vi，ε，μo，ρo，…）

（1）

這里主要研究油水兩相出口對軸向渦流分離器的影響，因此保持其他結構尺寸固定，在一定入口條件下，通過量綱分析［16-17］得到以下表達式：

η=fRe，DwDin，DoDin（2）

研究時一般采用控制變量的原則，式（1）可簡化為：

η=fRe，DwDin（3）

η=fRe，DoDin（4）

式中：Re為雷諾數，Re=ρmDinviμm；ρm為混合液密度，kg/m3；μm為混合液黏度，mPa·s。

由《石油化工設計手冊》（第一卷）可知，油水混合物的密度與黏度計算公式如下：

ρm=ερw+（1-ε）ρo（5）

ln μm=xwln μw+xoln μo（6）

式中：xw為水的摩爾分數；xo為油的摩爾分數；ε為含水體積分數。

因此可知，在其他結構參數固定的情況下，軸向渦流分離器的分離效率受雷諾數Re與其出入口直徑之比的共同影響。

4.2" 出入口直徑之比對分離性能的影響

在旋轉機筒轉速為2 000 r/min的工況下，對不同雷諾數下不同出入口直徑比的軸向渦流分離器結構進行數值模擬計算。由雷諾數的表達式可知，雷諾數的大小主要由混合液入口流速和含水體積分數決定，因此這里將從入口流速及含水體積分數2個方面探究不同雷諾數與出入口直徑之比對分離器分離性能的影響規律。

分離性能是評判一個分離器優劣的關鍵標準，多相分離領域大多采用分離效率表征分離器的分離性能。軸向渦流分離器的油水分離效率由出口油相流量和入口油相質量流量之比來表示。分離效率計算公式為［9］：

η=Qoo/Qio（7）

式中：Qoo為油相收集管內油相質量流量，kg/s；Qio為入口油相質量流量，kg/s。

4.2.1" 水相與入口直徑之比對分離性能的影響

由式（3）可知，在其他結構參數保持不變的條件下，分離器的分離效率是關于雷諾數Re與水相出口與入口直徑之比（Dw/Din）的函數。通過數值模擬計算所得的Re與Dw/Din對分離性能影響關系曲線如圖8所示。

由圖8a可知，分離效率隨著水相出口與入口直徑之比的增加呈現先增大后減小的趨勢，當Dw/Din=0.563時分離效果最好。對于不同雷諾數，水相出口與入口直徑之比對分離效率的影響規律基本不變，但當雷諾數較大（Re=29 105）或者較小（Re=14 553）時，水相出口與入口直徑之比對分離效率的影響變小。由圖8b可知，分離效率隨著雷諾數的增大也呈現出先增大后減小的整體趨勢，且當雷諾數Re=22 908時，不同分離器結構分離效果均達到最優值。在研究范圍內，當Re=22 908、Dw/Din=0.563時，軸向渦流分離器的分離效果最好，最高分離效率為97.00%。分離效率η與Re、Dw/Din均為二次函數關系。

4.2.2" 油相出口與入口直徑比對分離性能的影響

當其他結構參數保持不變且水相出口與入口直徑之比Dw/Din=0.500時，由式（4）可知，此時的分離效率是關于雷諾數Re與油相出口與入口直徑之比Do/Din的函數。圖9為不同雷諾數和油相出口與入口直徑之比與軸向渦流分離器分離性能關系曲線。

由圖9a可知，軸向渦流分離器分離效率隨著油相出口與入口直徑之比的增大而增大，即分離效率η與Do/Din成正比例關系。隨著Do/Din的增大，分離效率增加幅度減小，逐漸趨于穩定。考慮到油相出口的含水問題，油相出口與入口直徑之比并不是越大越有利于油水分離，且水相出口直徑受軸向渦流分離器機筒直徑與靜止機筒錐角的限制不能無限增大，Do/Din始終小于1。油相出口與入口直徑之比對分離效率的影響規律不隨雷諾數的變化而改變。由圖9b可知，不同油相出口與入口直徑之比時，雷諾數對分離效率的影響規律與不同水相出口與入口直徑之比時雷諾數與分離效率的影響規律一致，即雷諾數對分離效率的影響規律不受油水兩相出口與入口之比改變的影響。在研究范圍內，當Re=22 908，Do/Din=0.500時，軸向渦流分離器的分離效果最好，最高油水分離效率為98.01%。

4.2.3" 入口流速與含水體積分數對分離性能影響

本研究中雷諾數的大小主要由混合液入口流速和含水體積分數決定，前文所涉及7個不同雷諾數中，Re=20 617、21 829和22 908，分別對應分離效率E=0.7、0.8和0.9；Re=14 553、18 191、21 829、25 467、29 105，分別對應vi=2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 m/s。

圖10為不同兩相出口與入口直徑之比時，雷諾數與分離器分離性能的關系曲線。由圖10可知：在研究范圍內，軸向渦流分離器的分離效率隨著含水體積分數的增大而增大；當入口含水體積分數為0.9時，不同結構參數下的軸向渦流分離器分離效率均大于其他含水體積分數工況下的分離效率。軸向渦流分離器的分離效率隨著入口流速的增大呈現先增加后減小的趨勢。流速過大或過小都會引起分離效率的大幅下降。由此可知，分離器的分離效率對入口流速的變化較為敏感，存在一個適當的入口流速值，可使分離器達到最優分離效果。在研究范圍內，當入口流速為3 m/s時，不同結構分離器的分離效果可達到最好。

5" 結" 論

通過數值模擬的方法，得到了軸向渦流分離器內部流場分布規律，研究了不同油水兩相出口直徑的變化對分離器內部流場的影響規律，為以后更好地研究和優化軸向渦流分離器提供便利。

（1）研究發現，當水相出口直徑增加到40 mm時，軸向渦流分離器水相出口處會形成一個低速回流區域，該區域實質上是一種邊界層分離現象。可通過減小管徑收縮劇烈程度等方法來緩解該現象的影響。

（2）通過量綱分析原理，分析了影響軸向渦流分離器分離性能的各個參數，得出了在其他結構參數不變的情況下，分離器的分離效率η是關于雷諾數Re和油水兩相出口與入口直徑之比的函數。

（3）通過分析不同雷諾數、不同兩相出口與入口直徑之比與軸向渦流分離器分離性能之間的關系曲線，得出分離效率η正比于油相出口與入口直徑之比Do/Din，與雷諾數Re、水相出口與入口直徑之比Dw/Din均為二次函數關系。找出了混合液入口流速與含水體積分數對分離器分離效率的影響規律。

［1］" 吳應湘，許晶禹．油水分離技術［J］．力學進展，2015，45（1）：179-216．

WU Y X，XU J Y.Oil and water separation technology［J］.Advances in Mechanics，2015，45（1）： 179-216.

［2］" SHELDON C.Separator tested for use in offshore oil production［J］.Filtration amp; Separation，2004，41（4）： 8.

［3］" 姬宜朋，陳家慶，周登來，等．軸向渦流分離器工作機理及機筒最佳錐角研究［J］．石油機械，2012，40（7）：106-112．

JI Y P，CHEN J Q，ZHOU D L，et al.Research on the operating mechanism of axial vortex separator and the optimal cone angle of barrel［J］.China Petroleum Machinery，2012，40（7）： 106-112.

［4］" 姬宜朋，陳家慶，蔡小磊，等．BIPTVAS-Ⅱ型軸向渦流分離器工程樣機及其在流花11-1油田的現場試驗［J］．中國海上油氣，2016，28（1）：133-138．

JI Y P，CHEN J Q，CAI X L，et al.A BIPTVAS-Ⅱ voraxial separator prototype and its pilot test in LH 11-1 oilfield［J］.China Offshore Oil and Gas，2016，28（1）： 133-138.

［5］" 姬宜朋，陳家慶，蔡小壘，等．基于神經網絡的渦發生器設計與試驗研究［J］．石油機械，2017，45（3）：75-84．

JI Y P，CHEN J Q，CAI X L，et al.Design and experimental study of vortex generator based on neural network［J］.China Petroleum Machinery，2017，45（3）： 75-84.

［6］" 彭維明，張文秀．分離器中內部流場對分離性能的影響［J］．石油學報，2001，22（6）：77-81，85．

PENG W M，ZHANG W X.Flowpattern effect on the separation performance in centrifugal separator［J］.Acta Petrolei Sinica，2001，22（6）： 77-81，85.

［7］" KOU J，JIANG Z M，CONG Y Y.Separation characteristics of an axial hydrocyclone separator［J］.Processes，2021，9（12）： 2288.

［8］" 宋健斐，趙建鵬，魏耀東. 旋風分離器升氣管外壁結焦厚度對分離器性能及后續結焦影響 ［J］. 中國石油大學學報（自然科學版），2023，47（2）：145-152.

SONG J F， ZHAO J P， WEI Y D. Influence of coking thickness of outer wall of cyclone separator vortex finder on separator performance and subsequent coking ［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science），2023，47（2）：145-152.

［9］" 王振波，李騰，孫治謙，等. 級聯式氣液旋流分離器數值模擬［J］. 中國石油大學學報（自然科學版），2023，47（6）：121-129.

WANG Z B， LI T， SUN Z Q， et al. Numerical simulation on cascaded gas-liquid cyclone separator［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science），2023，47（6）：121-129.

［10］" CHI Y N，ZHANG R，MENG X H，et al.Numerical simulation of two-phase flow and droplet breakage of glycerin-water mixture and kerosene in the cyclone reactor［J］.Chinese Journal of Chemical Engineering，2021，34： 150-159.

［11］" 姬宜朋．軸向渦流分離器的理論與實驗研究［D］．北京：北京化工大學，2015．

JI Y P.Theoretical amp; experimental study onto the voraxial-separator［D］.Beijing： Beijing University of Chemical Technology，2015.

［12］" LIU M L，CHEN J Q，CAI X L，et al.Oil-water pre-separation with a novel axial hydrocyclone［J］.Chinese Journal of Chemical Engineering，2018，26（1）： 60-66.

［13］" HUANG L，DENG S S，CHEN M，et al.Numerical simulation and experimental study on a deoiling rotary hydrocyclone［J］.Chemical Engineering Science，2017，172： 107-116.

［14］" 詹敏，劉敏，楊萬有，等．一種新型導葉式油水分離器［J］．石油機械，2020，48（9）：101-106．

ZHAN M，LIU M，YANG W Y，et al.A novel vane-type oil-water separator［J］.China Petroleum Machinery，2020，48（9）： 101-106.

［15］" 馬粵．導葉式水力旋流器流場分布與分離效率研究［J］．石油機械，2018，46（8）：101-106．

MA Y.Study on flow field distribution and separation efficiency of guide-vane hydrocyclone［J］.China Petroleum Machinery，2018，46（8）： 101-106.

［16］" ZHANG J，HE Y T，LIU S，et al.Oil-water separation in a cylindrical cyclone with vortex finder［J］.Physics of Fluids，2022，34（3）： 033314.

［17］" LIU H F，XU J Y，ZHANG J，et al.Oil/water separation in a liquid-liquid cylindrical cyclone［J］.Journal of Hydrodynamics，Ser.B，2012，24（1）： 116-123.

第一婁煥偉，生于1999年，現為在讀碩士研究生，研究方向為石油工程多相流測量與控制。地址：（430100）湖北省武漢市。email：2541628314@qq.com。

通信作者： 張興凱，email： zhangxingkai001@163.com。

2023-11-24

楊曉峰