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www.5163.com分离技术影响分析

[2018/8/15]

   一、锥角对www.5163.com分离性能和压降的影响

  锥段为www.5163.com的主要分离段,其中锥段的锥角是影响其分离性能的一个非常重要的参数。为了研究锥段的锥角对分离性能的影响,设计5、7、10°3个锥角进行试验,试验结构见图3。

图3 www.5163.com锥角与分离效率的关系曲线

  从图3可以看出,分离效率在一定的范围内是随着锥角的增大而降低的。因为锥角增大,流体产生的切向速度相对就高,在其他条件相同的情况下,粒子在旋流器中停留的时间要短,所以分离效率会降低。

  从下图4可以看出,压降随着锥段锥角的增大而增大。因为锥角增大会引起旋流器中旋转角速度增加,从而增加能量损耗。所以认为锥角为5°的www.5163.com为最佳的锥段结构。

图4锥角与压降的关系曲线

  二、导流叶片片数对分离性能和压降的影响

  在各个锥角系列下,对导流叶片片数n做了大量试验,试验结果见图5。

 

  试验基本上体现出如图5所示的规律:在一定的范围内,分离效率随着导流叶片片数的增加而增加。因为随着叶片的增加,通过导流叶片流道后的高速旋转流体分布更加均匀,对流场的扰动较小,减少了流场内的紊流,分离到边壁的固体颗粒就不容易被返混夹带。但是叶片数也不可能无限地增加,主要是因为随着叶片的数目的增加,要保证一定的流道宽度就必须减小叶片的厚度,这样可能使叶片在工作过程中磨损后强度难以保证,造成其寿命大大缩短。

图5导流叶片片数与分离效率的关系曲线

  试验还表明,压降随着导流叶片片数的增加也表现出明显的增加趋势。因为叶片数目的增大会增加流体与流道的接触面积,导致液体流经叶片时受到的阻力增加。通过试验综合分析得出最佳叶片片数为4。

  三、导流叶片出口角对www.5163.com分离性能和压降的影响

  导流叶片出口角也是叶片设计中非常关键的一个参数。为了研究出口角对分离性能和压降的影响,设计了β=10、15、20°3个系列出口角度,相应的试验结果见图6。

图6 导流叶片出口角与分离效率的关系曲线

  理论上应该是出口角越小,出流速度的切向速度分量越大,颗粒受到的离心力也越大,越容易被分离到器壁,分离效率应该越高,但试验结果却表现出20°出口角时的效率最高。其原因可能是对此种颗粒而言,3种出口角下的切向速度均能形成将颗粒迅速分离到器壁的离心力。当出口角越大时,促使分离到器壁的颗粒向底流口运动的轴向分速度就越大,排出更及时,故表现出较高的www.5163.com分离效率。

  试验还表明,压降随着叶片出口角的增大而增大。因为出口角越大,向下的外旋流的轴向速度就越大,相应的向上的内旋流的轴向速度也越大,这样流体之间的速度梯度就加剧,压降也就越大。www.5163.com出口角越大,效率越高,但是相应的压降也会升高,具体选定何种角度的出口角,应根据待分离物料颗粒的密度、粒度结合工艺要求进行综合考虑。为了使开发的井下多相分离技术有更广的适应范围,推荐采用出口角为20°的叶片。

  四、导流叶片流道宽度对www.5163.com分离性能和压降的影响

  导流叶片流道宽度决定流体流出叶片时的速度,而出流速度又是颗粒所受离心力大小的决定因素。式(1)为出流速度的计算式:

  v=Qi/(nwt)  (1)

  式中v——出流速度,m/s;Qi——入口流量,m3/h;n——导流叶片片数;w——叶片流道宽度,mm;t——叶片厚度,mm。

  由式(1)可以看得出,当入口流量、叶片数和叶片厚度一定的情况下,流道越宽,出流速度越小。试验也表明,流道窄的叶片比流道宽的叶片表现出更优的分离性能,而流道窄的压降要明显高于流道宽的压降。

  在设计叶片时,流道曲线由方程控制,但出口处为与曲线相切的直线段,一般选定入口流量为5m3/h为设计基准流量,出流流速以10、15、20m/s为设计基准流速,叶片厚度在该直径www.5163.com型号下为固定值5mm,叶片片数任意。当叶片片数为4时,算出叶片最佳流道宽度w为3.47mm。

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