F型液-液旋流管分离特性实验研究

在所研制的液－液旋流分离专用实验装置上，采用168通道的库尔特粒径分析仪，通过液滴粒径检测并基于粒级效率的概念，较为系统地研究了国外F型旋流管的分离特性，得出其临界分离粒径约为60μm，这一结论同国外有关研究结果相吻合。此外，本文还研究了含油浓度、溢流比和流量等工况参数变化，对F型旋流管分离特性的影响。有关研究成果为建立新型低阻高效旋流管的结构优化模型提供了较好的参照比较依据。

油滴在液-液旋流分离中的随机轨道数值模拟

在不考虑相间相互作用的条件下，对水相采用DSM湍流模型，油相采用随机轨道模型，成功地模拟了两组不同粒径的油滴群在两种典型液一液旋流分离管中的运动轨迹，较好地揭示了不同粒径油滴在旋流管中的分离过程．通过比较可知油滴在优选结构旋流管中的捕集过程明显比F型旋流管中快，有关结果与对该两种旋流管的分离特性研究结果相吻合，由此说明了优选结构旋流管具有更好的分离作用．

重力式油水分离设备的分离特性研究

在建立的三相分离模拟实验装置上，对美国Ｃ－ＥＮａｔｃｏ公司的Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ分离器、河南石油勘探局的ＨＮＳ－Ⅱ型分离器和近年研究开发的重力式油水分离结构优化的设备进行了研究。结果表明，结构优化设备的分离特性优于ＨＮＳ－Ⅱ型分离器和美国Ｃ－ＥＮａｔｃｏ公司的Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ分离器，是新型高效重力式油水分离设备更加理想、实用的结构模式。

重力式油水分离设备入口构件的模拟实验优选

重力式油水分离设备入口构件的结构形式多种多样，但哪种工作效果最好，至今还无人做过系统的对比研究。为此，在对国内外典型结构广泛调研的基础上，共选出五种有代表性的入口件结构，进行了系统的模拟实验优选研究。

液—液旋流分离管中强旋湍流的RNGk-ε数值模拟

在高雷诺数时， Ｒ Ｎ Ｇ ｋε模型在形式上与标准ｋε模型基本相同，其区别主要是在 ε方程中增加了一个附加生成项。当流动快速畸变时该项迅速增大，由此改善了对旋转流、浮力流等较复杂湍流的预报能力。本文应用该模型对液—液旋流分离管中强旋湍流场的数值计算结果表明，其结果虽较标准ｋε模型有所改善，但同实际值间仍存在定性上的不合理性，因此，要在更大程度上改进对液—液旋流分离管中强旋湍流的预报，必须放弃基于各向同性假设的湍流模型，转而采用能够反映各向异性特性的高级模型如代数应力模型或雷诺应力模型等。

重力式油水分离设备整流构件的模拟实验优选研究

针对入口构件后设备主分离区流场中存在严重的一次涡流和二流涡流现象,首次在重力式油水分离设备中引入整流构件的概念,并对提出的数种典型整流构件,按其对设备主分离区流场的影响,应用PIV技术进行了系统的模拟实验优选研究.

重力式油水分离设备流动特性研究

采用粒子图象测速 ( PIV)与停留时间分布 ( RTD)检测技术 ,对美国 C-E Natco公司的 Performax聚结器、河南石油勘探局的 HNS- 分离器和作者最近开发的一种重力式油水分离结构优化设备的流动特性进行了二维和三维条件下的模拟实验研究。结果表明 ,Performax填料虽有助于强化设备的分离特性 ,但不能显著改善流动特性 ,在下游流场中仍存在短路流和返混流现象。由于采用多组波纹填料和改进了进液方式 ,HNS- 型分离器的流动特性较 Performax聚结器有所改善 ,但在流场的一些局部区域中仍有返混现象 ,设备的有效空间未能得到充分利用。而重力式油水分离结构优化设备 ,在继承前两设备成功结构的同时 ,还进一步引入了新型稳流与聚结构件 ,大大改进了设备中的流动条件 ,使流场分布更加均匀稳定 。

椎动脉优势与后循环缺血性眩晕的关系

目的探讨椎动脉优势在后循环缺血性眩晕(VAIV)中的临床意义。方法前瞻性收集经头颅MRA检查发现的椎动脉优势的VAIV患者41例为研究对象,以非椎动脉优势的患者36例为对照,比较两组患者的基底动脉情况及眩晕严重程度。将椎动脉优势组患者根据椎动脉直径差异分为轻度变异组(0.04～0.70mm)、中度变异组(0.70～1.17mm)、重度变异组(≥1.17mm)3组,比较3组患者的眩晕严重程度差异。所有患者均随访1年,观察椎动脉优势与阳性事件发生(眩晕反复发作或发生后循环脑梗死)的关系。结果 (1)椎动脉优势组基底动脉形状异常率为70.73%(29/41),明显高于非椎动脉优势组33.33%(12/36)(χ2=10.77,P<0.01);(2)椎动脉优势组眩晕严重程度(3.3±1.2)高于非椎动脉优势组(2.3±0.6)(t=1.99,P<0.01);不同变异3组间两两比较,椎动脉优势重度变异组眩晕严重程度(4.0±1.1)大于轻度变异组(2.9±0.9)(t=2.07,P<0.05);(3)随访1年后,椎动脉优势组阳性事件发生率(65.85%)高于非优势组(30.56%)(χ2=9.56,P<0.01)。结论椎动脉优势的VAIV患者基底动脉异常率高,眩晕程度更严重,更容易反复发作眩晕或发生后循环脑梗死。

单柱单锥型液-液旋流分离管内流场的LDV诊断

应用二维激光多普勒仪(LDV)对一种单柱单锥型液-液旋流分离管内流场进行了测量,考察了流量、溢流比、压力比和气芯等参数对流场的影响。测量结果表明:切向速度分布呈典型的Rankine涡结构,沿轴向衰减很少,表明所用锥角是合适的;因该旋流管的水力直径较大,切向速度的总体水平较低,由此对了离特性带来不利影响。此外,没有观察到切向速度分布的双峰分布现象。轴向速度的总体水平较低,尤其是在锥形管的上游更为明显,这既有助于增加液流在旋流管中的停留时间,改善了离特性,也有利于降低压力损失,改善旋流管的低阻特性;雷诺应力总体上呈近轴与近壁处大,其它区域中小的分布趋势;上游的轴向正应力大于切向正应力,而下游的切向正应力又大于轴向正应力,表明其中湍流的各向异性特性;在所考察的四种工况因素中,以流量的影响范围和程度最大,压力比、溢流比及气芯的影响仅表现在近轴区中。

重力式油水分离设备结构优化模型

引言 在重力式油水分离设备中,通常都认为连续相沿设备轴向流动,而分散相则一方面随连续相运动,另一方面又相对于连续相作沉降或浮升运动。实际情况往往并非如此,1978年Zemell采用放射性示踪法,对油水分离器中的停留时间分布进行了现场实测,结果发现,被测分离器中存在有严重的短路流和涡流.研究结果表明,如果能消除设备中的这些涡流和短路流,相同条件下可提高设备处理能力4倍以上;1975年美国C-E Natco公司也曾在API标准分离器中,通过引人Pefformax填料使设备性能明显改善,从而成为80年代以来在世界范围内广泛应用的主要设备;1987年河南石油勘探局又在C-E Natco公司Performax填料式分离器的基础上,通过改进设备的人口构件等进一步改进了设备的流动特性。

油水重力分离数学模型

根据分离器中的流场分布特点，提出了油水重力分离的塞流、横混和返混模型，并导出了相应的效率计算公式；通过对临界粒径的分析，揭示了分离效果、设备结构、工况条件和介质特性之间的内在联系，建立了油水重力分离的效率计算模型和设备计算模型。结果表明，３种分离模型中，塞流模型的技术经济特性最好，应成为重力式油水分离设备的优选模型。在建立的设备计算模型中，可根据介质特性、工况条件及设备结构，预测设备的分离效果；反过来，也可在给定分离指标、介质特性及工况条件下。

油水重力分离实验模拟系统的研制

所研制的油水重力分离实验模拟系统，由介质循环、乳化液制备、激光片光源、图象采集及设备模型等部分组成，可对系统流量、介质物性、分散相含量、乳化状态、设备结构等多种因素进行实验模拟，从而能有效地将实际介质在工程设备中的流动与分离过程再现到实验室中．该系统与ＰＩＶ、停留时间分布等有关检测技术相配合，可对多种油田地面分离设备进行多工况、多参数的流动诊断分析，为揭示介质在设备中的流动与分离规律、研究设备工作理论、优化设备结构等提供了重要手段．

双柱单锥型液-液旋流管内流场的激光诊断

应用激光测速仪，对一种双柱单锥型液液旋流管内的流动结构，进行了全场范围内的多工况流动诊断研究．揭示出其切向速度由内旋流区和外旋流区构成，其中内旋流区中的速度分布符合准强制涡关系，外旋流区中的速度分布符合准自由涡关系；轴向速度由上行流动区和下行流动区构成，两者之间在直管段以零速点作分界，在锥体段则以零速区作过渡并伴随有一定的回流出现，且该过渡区或回流区的大小随锥体截面的收缩而减小，直到进入直管段后消失；各湍流量的分布以管芯处最大向外逐渐减小，沿轴向是直管段中的湍流度大于锥体段中的湍流度，而且湍流度在旋流管内具有各向异性的特性．

优选结构液-液旋流管分离特性

利用库尔特粒径检测技术,对一种优选结构液-液旋流分离管的分离特性进行了较为系统的实验研究。实验测得该旋流管的临界分离粒径为30μm,而相同条件下国外典型产品,即F型旋流管的临界分离粒径为60μm,表明这种优选结构旋流管的分离特性较F型旋流管显著改善;实验结果还表明该旋流管的分离特性随处理量的增加而提高,当处理量为10m^3·h^（-1）时最好;随溢流比的加大而改善,其最佳溢流比为4％～5％;此外,还考察了为含油浓度与粒径分布之间的关系。有关结果为科学严格地评价液-液旋流分离管的分离性能提供了科学依据。

双柱双锥形液-液旋流分离管内流场的LDV诊断

本文采用ＴＳＩ二维ＬＤＶ系统，对一种双锥双柱形液－ 液旋流分离管内流场进行了全场范围的精细ＬＤＶ诊断，先后考察了处理量、压差比、溢流比和气芯等因素对旋流分离管内流场的影响，结果表明：该旋流分离管中下游区的切向速度呈较为明显的Ｒａｎｋｉｎｅ双涡结构，在上游位涡区中发现有未曾报道过的双峰分布现象；轴向速度由近轴处的上行流、近壁处的下行流以及介于两者之间的零速区组成，其中该零速区随旋流分离管截面的收缩而减小，直到缩小为最后的零速点；旋流分离管中的雷诺应力表现出切向大、轴向小、下游尾管中大和上游锥管中小的分布，表明其中的湍流具有各向异性特性．

二维粒子图像测速系统的研制

研制了一套二维粒子图像测速系统 ,该系统采用 CCD对流场中的示踪粒子视频图像进行采集 ,以拓扑映射的新方法完成粒子像对的匹配 ;整个过程无需人工干预 ,处理结果迅速、准确、可靠 ,如每处理一幅图像仅需 5分钟 ,匹配准确度达 95 %以上 ,其结果可给出被测流场的速度分量、速度矢量、等流函数线和等涡线等 .该系统与业已建成的多相分离实验模拟系统相配套 ,可用来对多种设备内流场进行多参数、多工况实验诊断 ,为揭示设备工作机理、优化设备结构等提供了有效手段 .

液-液旋流分离管中强旋湍流的k-ε数值模拟

采用标准 k-ε湍流模型 ,对一种典型液 -液旋流分离管中的强旋湍流进行了数值模拟研究。结果表明 :该模型对切向速度的数值预报夸大了 Rankine涡中的似固核范围 ,抹煞了似固核外的位涡区 ;对轴向速度的数值预报未给出中心回流区 ;对其它流场参数的预报结果也都存在有明显的不合理之处。由此证明这种基于 Boussinesq假设的各向同性湍流模型 ,虽然在管道流、平面射流和无旋流等简单流动问题中经受住了大量计算实践的检验 ,但在强旋湍流的数值预报方面的确存在有较大缺陷。此问题的解决有赖于对该模型进行必要的修正或转而采用更加高级的各向异性模型。

油田地面分离旋流化技术展望

分析展望了旋流分离技术在油田地面工程各领域中的可能应用；提出了以旋流分离为主体技术进行原油脱气、脱水、除砂以及气体、原油和污水净化的技术设想。从而在油田地面工程中全面采用旋流分离技术，使现有复杂、庞大、低效的常规重力分离流程，逐步为简洁、小巧、高效的旋流分离流程所取代，促进油田地面生产过程向管道化、密闭化、模块撬装化方向发展，提高系统的能量利用率、减少投资、节约运行费用。

油水重力分离设备技术及进展

结合作者工作实践 ,从油水分离技术工业设备应用的现状和重力分离设备的发展概况等方面 ,介绍了油水重力分离设备的发展过程。

单柱双锥型液—液旋流分离管内流场的LDV诊断

对所开发的一种单柱双锥型液－ 液旋流分离管的内流场进行了全场范围内的多工况流动诊断。与典型的 Ｆ型旋流管相比，其湍流仍具有各向异性的特性，且其中的湍流脉动更强。