水力旋流器分离机理探讨

水力旋流器分离机理探讨-50267c327f1922791788e82d第卷第期年月中国海上油气工程,,水力旋流器分离机理探讨陈海中海石油研究中心,北京,摘要基于两相流体动力学简要分析了油滴的运动规律和旋流器的分离机理,表明在模型试验和相似分析时,主要考虑雷诺数、韦伯数和斯托克斯等相似准数。关键词水力旋流器油水分离油滴旋流分离技术在工业部门的应用已有多年的历史,但液一液分离领域的开发研究工作则是从年英格兰海南岸的“’油轮遇难事件后才开始的。年以乳大学教授为代表的研究人员率先提出了用于液一液分离的旋流器结构如图。这种旋流分离器随着结构的不断改进,以及旋流管多管串联和并联模数化组合技术的应用,其处理能力和适应能力不断增强,应用范围不断扩大,除常用于含油污水处理外,还用于采出液预分离和原油脱水。液一液旋流分离器在生产中的应用,为油田采出液处理提供了新的技术,极大地缓解了采出液含水量不断增加与原有生产处理系统能力不足这一矛盾。在我国,液一液旋流分离技术的研究和应用处于起步阶段。我国海上惠州一、惠州一、惠州一、陆丰一等油田均采用了水力旋流器,由于旋流器对操作条件和物性都有一定的要求,我们有必要对旋流器的分离机理有一定的了解。本文基于两相流体动力学,将简要论述旋流器的分离机理。咬排油一底流出日个进仁图旋流器结构示意图分散相油滴特性分析相的概念通常是指某一系统中具有相同成分及相同物理、化学性质的均匀物质部分,各相之间有明显的界面。不同化学成分、不同尺寸和不同形状的物质属于不同的相。两相流动以两相祸合为特征,液滴可能因动力和碰撞作用而发生破碎或聚合等,因此两相流动比单相流动复杂得多。旋流器的分离是基于重力沉降原理,也就是利用油水重度差进行分离,是很复杂的多相流动,因此有必要对油滴的运动进行分析。油水两相流动中油滴的颗粒是非球体的,为便于计算,通常用“当量球”来描述非球体颗粒。对于不同的具体问题,“当量球”尺寸的计算有不同的方法,有的基于颗粒阻力,有的基于表面积和体积而在旋流器内,由于阻力是要考虑的主要因素,一般采用基于体积的当量球体直径。基于体积的当量球半径为,〔二〕’乃由于油滴的尺寸大小不一,其颗粒尺寸呈分散相。为了简化计算和分析,颗粒尺寸一般采用平均值。颗粒悬浮于流体中的两相流动的主要特征是颗粒与流体的速度不相等。对于球体的受力情况,从理论中国海上油气工程年上讲,颗粒所受阻力的