水力旋流分离器在油水分离领域的研究进展

水力旋流器利用密度差实现两相分离,具有结构简单、分离效率高等优点,因此在原油预脱水处理等油水分离领域得到广泛应用。 鉴于此,通过分析和收集水力旋流器相关文献,对油水分离领域水力旋流分离器的研究现状进行了阐述和总结,包括水力旋流分离器的发展历程、基本结构、内部流场和工作原理等相关方面;同时,对油水分离领域不同类型的水力旋流分离器进行了对比分析,发现在水力旋流器的结构参数优化以及内部液体流动规律等方面,单一结构的参数优化或单一、静态的系统分析不能系统全面地反映实际复杂工况。 因此,将计算机仿真模拟和相关先进检测技术相结合,用于旋流器的参数优化、内部液体流动规律分析以及构建预测模型等方面,对于旋流器的结构设计优化、分离效率提升等方面意义重大;另外,目前的研究多着重于旋流器的结构和流体特性等方面,对于旋流器内部的磨损、疲劳损伤等方面的研究较为缺乏;最后,对水力旋流分离器在油水分离方面研究的不足和发展方向进行了分析和展望。     

水力旋流器内油水分离过程的三维数值模拟

由于计算模型的局限性,目前对水力旋流器内两相湍流的模拟计算仅限于来流分散相浓度低于10%(体积分数,下同)的情况.文中利用Fluent软件,将多相流欧拉分析方法与各向异性的雷诺应力湍流模型相结合,实现了水力旋流器内油水分离过程的三维数值模拟并预测了分离效率.该模拟可用于来流分散相浓度超过10%、湍流具有各向异性的一般广义情形,展示了油水两相由开始的均相来流逐渐在旋流器内分离、聚合、迁移的过程.实测结果验证了文中对旋流器分离性能预测的正确性.     

基于人工神经网络的水力旋流器分离性能预测

水力旋流器分离过程复杂,其性能指标与影响因素之间属于典型的多维非线性关系。以往旋流器分离过程的理论和经验模型大多在特定的简化条件下得到,且预测单一。为了全面预测分离器性能指标,建立了三层BP神经网络模型,通过输入结构参数和操作参数,模拟输出分离粒径、生产能力、底流质量分数等多个分离性能指标。以生产能力为例,分析了神经网络与理论和经验模型计算值的预测精度。结果表明:在各传统预测公式中,庞学诗法的预测精度最高,误差为20.88%,与其相比,BP神经网络的预测误差仅为16.64%,优于其他各模型的预测精度,且能够实现性能指标的全面预测。人工神经网络是预测水力旋流器分离性能的可靠方法。     

单锥式油水分离旋流器内流场的数值模拟

为了研究水力旋流器用于油水分离的复杂情况,使用FLUENT软件中的多相流欧拉分析方法,结合雷诺应力湍流模型对单锥式旋流器的内部流场进行了数值模拟.分析了旋流器内部的体积浓度分布、压力分布,以及切向、轴向和径向速度分布的规律,揭示了油水两相流的分离特性.在不同流量下,计算出了旋流器的流量-效率曲线,计算结果与实验数据吻合较好,从而证明了该湍流模型和数值算法的可靠性.     

转动式油水分离水力旋流器内部流场的数值计算

采用各向异性ｋ－ε湍流模型及ＳＩＭＰＬＥ算法对转动式油水分离水力刻流器内部单相流场进行了数值计算。计算结果表明：转动式水力旋流器外壳的旋转不仅可以提高流体的切向速度,还可降低流体的湍流粘度,理论预测的压力降与实测值吻合较好。     

井下油水分离装置现状与展望

油田进入开发中后期,采出液含水率急剧上升,如何降低含水率并提高采收率是开发后期需要解决的首要问题。井下油水分离技术利用水力旋流器、重力分离技术或其他油水分离工艺实现在井下对产出液进行预分离,从而采出较低含水率的油水混合液,此项技术对于高含水油田具有很大应用前景。本文对井下油水分离装置的研究现状进行简要分析与总结,并指出目前井下油水分离装置存在的问题与挑战。     

旋流分离器油水分离机理的数值分析

采用计算流体动力学(CFD)的数值方法研究旋流分离器内的速度场分布,空气柱的产生、发展过程以及油滴粒子的运动轨道,探讨油水旋流分离器的分离机理.模拟结果表明:油水旋流分离器内的流场是三维非对称分布的;空气柱的产生和发展是负压和对流传输共同作用的结果;油滴粒子在径向力、轴向力以及周围湍流脉动流场的共同作用下作随机运动,部分粒子由溢流管排出而得到分离;通过计算溢流管排出的油滴粒子数与进入旋流分离器的油滴粒子总数之比可得到油水旋流分离器的分离效率.模拟结果为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考.     

水力旋流器操作参数优选

水力旋流器是应用离心分离原理进行油水分离的重要部件之一，在我国石油行业中已得到广泛应用。该文利用RNGK-ε模型和ANSYS软件及理论，建立了水力旋流器的结构模型，经分析得出在操作参数变化时水力旋流器分离效率的变化规律，从而确定各影响因素的关系及适用范围，为实际操作提供理论依据。     

基于BP神经网络的电力系统短期负荷预测

电力系统短期负荷预测的准确性对电力系统的实时运行调度至关重要.采用BP神经网络对电力系统负荷短期预测研究,根据影响电力系统的负荷因素如温度、天气等确定模型构成,同时利用遗传算法对BP神经网络进行优化.实例表明,利用遗传算法优化的BP神经网络在电力系统短期负荷预测中是有效的.     

海上油田井下油水分离装置分离效率的数值模拟

用CFD专业软件Fluent对海上油田井下油水分离装置进行模拟仿真,分析了不同参数（速度、黏度、比重）对高含水期油田（含水率90%~95%）大处理量（10~12.5 m³/h）的水力旋流分离器分离效率的影响。结果表明,入口速度由2.08 m/s增大到12.5 m/s时,分离效率由67.9%增大到93.7%;连续相黏度由0.0013 Pa ·s增大为0.013 Pa·s 时,旋流器分离效率由61.1%降低到21.7%;而当比重由0.8增大到0.95时,旋流器基本失去了分离能力。     

内P-信息显性-隐性分离与显性-隐性分离定理

把内P-集合X定义成内P-信息(x),利用内P-集合的特性,给出内P-信息显性分离、隐性分离概念和分离定理,最后,给出内P-信息显性-隐性分离生成的属性特征。     

洗涤冷却室气液分离空间内液滴重力分离数值研究

在Euler-Lagrange三维坐标系下,建立了液滴重力分离模型.利用该模型模拟了气化炉洗涤冷却室气液分离空间内的气液两相流动.揭示了液滴的运动规律,分析了气液分离空间高度、气流速度以及液滴初始速度对液滴分离效率的影响.研究结果表明:液滴在飞溅进入气液分离空间后作减速运动,越小尺寸液滴的减速越为明显;液滴的分离效率随着气液分离空间高度的增加而提高并趋于稳定;在相同液滴初速度以及相同气液分离空间高度下,随着气流速度的降低,液滴的分离效率反而增大;随着液滴初始速度的提高,获得最大液滴分离效率所需的气液分离空间高度增加.在考虑液滴碰撞效应后,计算得到的液滴分离效率有所提高.     

外P-信息显性-隐性分离与显性-隐性分离定理

把外P-集合XF定义成外P-信息(x)F,利用外P-集合的特性,给出外P-信息显性分离、隐性分离概念和分离定理,给出外P-信息显性-隐性分离生成的属性特征。     

P-集合与F-信息的动态分离特征

P-集合（packet sets）是改进普通集合得到的,或者用动态特性代替普通集合的静态特性得到的。利用内P-集合,给出F-信息的动态分离概念,给出F-信息分离与依赖特征,给出F-信息的动态分离特征定理与应用。P-集合是动态信息系统研究中的一个新的理论与新方法。     

基于FastICA的语音盲源分离方法

独立分量分析（ICA）在处理盲信号分离中被广泛使用,但其收敛速度较慢.为此文章重点介绍了一种更为有效的盲源分离方法——快速独立分量分析(FastICA).文章在介绍了FastICA的基本理论和方法之后,将其应用到语音分离中.在采集了三个实际的声音信号后,将三个原始信号进行混叠,在matlab仿真环境下用FastICA方法对混叠信号进行分离,将分离结果与原始信号波形进行比对,结果说明该算法具有良好的分离效果.     

微重力下气液分离特性的数值模拟

微重力下离心式气液分离技术以分离环境不受重力条件的影响而广泛应用于航天器流体技术、环境控制与生命保障系统等领域.本文对微重力工况下离心式气液分离特性进行了数值模拟研究,通过正交实验法分析在转速、入口速度、含气量、黏度、温度综合作用时,各因素影响的主次关系.结果表明,转速、含气量、温度、黏度对分离效率的影响比较明显,且随转速、含气量、温度的增加,分离效率逐渐增加,而随黏度的增加分离效率逐渐降低,入口速度对分离效率的影响较小,这与美国地面实验的趋势大致相同,分离效率在92％～94％范围内.研究结果可为我国空间站环控生保技术采用蒸汽压缩蒸馏方法进行尿液分离的进一步研究提供基础数据.     

氨基酸纸上层析方法的研究

氨基酸分离常用茚三酮作显色剂，以滤纸作为载体，通过选择合适展开剂的配比和合理的显色时间，让样品溶液在滤纸上层析达到分离的目的。在试样及开展剂的性质，滤纸的性质，展开时的温度、方式和距离相同的条件下对半胱氨酸、谷氨酸、L－脯氨酸等三种混合物的纸上层析方法和分离效果进行了研究；并介绍了点样、展开方式及Rf值计算等，讨论了展开剂的配比中正丁醇、冰醋酸及水对分离效果的影响。得出了三种氨基酸的最佳分离条件，即试样为0.2%的混合物的HCl溶液；展开剂正丁醇：冰醋酸：水的体积比为4：1：1，用茚三酮的乙醇溶液为显色剂。     

蒙脱石对低浓度瓦斯水合分离效率的影响

为改善水合物分离效率,研究了蒙脱石(MMT)对CH4分离效果的影响。对甲烷体积分数为24.9%和40.4%的瓦斯气样A和B在四氢呋喃(THF)-MMT、十二烷基硫酸钠(SDS)-MMT及THF-SDS-MMT体系中水合固化过程进行实验,利用气相色谱仪测定分离产物中CH4的体积分数。结果表明:MMT的使用可以提高水合物的分离效率,气样A水合物相中甲烷的含量较未添加MMT的体系分别提高了3.02%、3.64%和13.59%,CH4提纯最高可达14.24%,气样B分别提高了19.53%、14.48%和22.41%,CH4提纯最高可达29.88%;MMT的添加,能够提高CH4在水合物相中的摩尔分率,增强水合物法富集CH4的能力,达到了分离提纯低浓度瓦斯的目的。     

旋流分离技术在黄河泥沙分离中的应用

针对农业滴灌中黄河泥沙分离问题,介绍了黄河泥沙的基本特征和应用旋流分离技术分离黄河泥沙的原理,分析了分离实验中影响分离效果的主要因素.实验分析表明旋流分离器结构参数、操作条件和泥沙浓度对分离效果有较大的影响.     

化工分离过程课件制作浅谈

就如何快捷、简易地开发，制作化工分离过程多媒体课件进行了一些探讨并总结了一些经验。