前置式超声速旋流分离器设计与凝结特性分析

针对天然气在长距离管道输送过程中,所含水蒸汽杂质会凝结成液态水的问题,通过运用动力学原理与液滴成核生长理论,开发设计了一种全新的前置式超声速旋流脱水装置。利用CFD中的用户自定义接口建立了含湿天然气的凝结流动模型,数值分析了装置内部的马赫数、过冷度、液滴成核率、液滴半径和湿度等关键凝结参数的变化规律。结果表明:所建立的三维含湿天然气的凝结流动模型可以真实描述超声速旋流分离器中的流动变化规律,为以后装置的工业应用和下一步提高分离效率提供了理论参考。

新型超音速分离器内非平衡凝结流动数值研究

针对实际开采中高压天然气的含水问题,结合动力学和热力学原理,设计了一套前置式超音速脱水装置.采用UDF将液相控制方程和其他控制方程的源相编入FLUENT中,建立了含有自发凝结的三维双组份流动计算模型,研究了含湿天然气在超音速分离器中的凝结过程,并分析了不同进口条件对过冷度、成核位置、极限成核率等凝结参数的影响.结果表明:所建立三维数值模型能够较好的揭示超音速分离管内部凝结参数的分布规律;而且入口压力和入口温度对于特定结构的分离管内部的液滴成核及生长过程有显著影响,在工业应用中,可以适当考虑调整入口温度和压力来提高分离效率.