浑水水力分离清水装置内水沙两相弱旋流场数值模拟

采用RNG(重整化群)两方程紊流模型和简化的多相流Mixture(混合)模型,对浑水水力分离清水装置内水沙两相三维弱旋流场进行了数值模拟。根据计算结果,详细比较和分析了加沙前后装置内径向、轴向以及切向速度分布特征,及其对"装置"内泥沙运动和水沙分离效率的影响。从水沙两相流场特性出发,初步探讨了"装置"有效分离水沙并获得清水的机理,为设计优化装置结构提供理论基础。

浑水水力分离清水装置内弱旋流动的数值模拟

本文采用了不同的网格划分方案对装置内的弱旋流场进行计算,将计算结果与实测值对比,选出最优方案。在最优网格数下,分别采用RNGk-ε模型与RSM模型对装置内部流场进行计算,计算结果与实测结果均表明装置内的切向速度场呈现明显的强迫涡特征,有利于装置内的水沙分离;装置内的径向速度随着半径的增加而减小,在中心处取得最大值,并且通过理论分析给出了相同的结论。雷诺应力的初步分析表明装置内的湍流场可以近似为各向同性,因此综合考虑计算精度和计算耗时,RNGk-ε模型就可以较快地计算浑水水力分离清水装置内的湍流场,而不需选择计算时间较长的RSM模型。

稠油在柱状旋流分离器中分离特性的数值模拟

针对特高含水时期中国油田在稠油集输方面面临的挑战,构建了低剪切强度的旋流场,利用柱状旋流分离器进行油水预分离,同时采用数值模拟的方法进行研究。选择混合模型与RNG k-ε模型对稠油的旋流分离特性进行数值模拟,分析稠油的分散相粒径、油品黏度、密度、底流比及入口流速等参数对柱状旋流分离器底流口含油率和压降的影响。结果表明:稠油在柱状旋流器内的分离特性与其他油品不同,其分散相粒径对底流口含油率影响显著,但对压降影响不大;油品密度、黏度对底流口含油率存在不同影响,并在所选黏度的研究范围内存在最佳分离黏度区(750~830 mPa·s);入口流速增大,底流口含油率降低;底流比对压降的影响并不显著,模拟结果与已有实验结果具有一致性。