水力旋流器结构形式及参数关系研究

水力旋流器结构形式及参数关系研究-3077f1e319e8b8f67c1cb9fc第22卷第2期2005年2月机械设计JOURNALOFMACHINEDESIGNVo1．22No．2Feb．2005水力旋流器结构形式及参数关系研究刘晓敏，檀润华，蒋明虎，王尊策(1．河北工业大学机械工程学院，天津300130；2．大庆石油学院机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：目前，水力旋流器在油田采出液预分离和含油污水处理中逐步推广应用。水力旋流器具有结构简单紧凑、效率高、体积及占地面积小等优点。对水力旋流器结构及参数关系进行了分析。通过改进与优选水力旋流器结构，得到旋流器单体的双入口结构理想型式为反涡线、大小锥段为圆弧过渡形式。同时简要分析了高次曲线与正余切曲线结构的锥段过渡形式，确定出合理的水力旋流器单体旋流腔长度为65mm。经过理论研究和对比试验发现，具有结构参数关系模型的水力旋流器较常规结构的水力旋流器有更高的分离效率。关键词：水力旋流器；分离效率；入口；锥段；溢流管；旋流腔；底流管中图分类号：TQo28．4文献标识码：A文章编号：1005—2354(2005)02—0026—03液一液水力旋流器是一种新型高效油水处理设备，在油田采出液预分离和含油污水处理中的作用越来越突出。旋流器分离效率的获得是以牺牲压力损失为前提的。入口是压力损失的主要部位，又是混合液流进入水力旋流器的首要通道，它能使液流在旋流腔内迅速形成稳定的旋转液涡⋯。利用复合式水力旋流器进行压力对比测试，发现双切向入口的压力损失约为水力旋流器总压力损失的2／3。可见，压力损失与入口结构及参数关系密切相关。入口和大小锥段结构形式及参数都是影响旋流器分离性能的至关重要的因素。通过实验优选，得到反涡线双切向入口与圆弧曲线流道结构，将该结构的旋流器推广应用于油田实际生产，获得了极大成功。结构原理及参数关系液一液水力旋流器是利用两相不互溶的液体介质间的密度差，在离心力作用下，使密度小的介质向轴中心运移，由溢流口排出；同时，密度大的介质则向边壁运动，由底流口排出，从而实现有效的分离。一般认为，旋流器内部流场结构呈“双螺旋”分布，即内部为强制螺旋涡、外部为自由螺旋涡。旋流器单体结构主要有双切向人口、旋流腔、大小锥段及底流管等组成。经过多年研究，得到旋流器的结构参数关系模型，见图1L2]。实践证明，这一建模结构的比