2019年第44卷
天然气化工—C1化学与化工收稿日期:2019⁃05⁃29；作者简介：刘涛(1995⁃)，男，硕士研究生,Email:977197114@qq ;*通讯作者：袁淑霞(1977⁃)，女，内蒙古自治区通辽市人，博士，副教授，电话:029⁃88382609,Email:flowingcloud269@163 。
六氟化硫开关
目前我国大多数油田已进入了开采的中后期，需要通过注水的方法提高开采率，必然导致含油污水量增加，如何对污水进行有效处理已成为了热点问题[1⁃4]。PEX 板是一种新型聚结元件，其内部交叉状的波纹能使水流方向不断变化，混合液体中的油滴通过改变流向来适应PEX 板的轮廓，进而增加油滴的碰撞几率，缩小了聚结时间，使水中油滴粒径增大，提高分离效率。压铆螺钉在含油污水的聚结处理方面，蒋昊琳等[5]对已有研究进行了总结并对其应用进行了展望。中国石油大学陈文征[6]从分离器的入口构件、聚结构件和整流构件的流场和压力场出发分析了油水分离器内构件对分离效率的影响并对聚结板表面材质进行改性处理，从而加快了油水分离速率；张喜家[7]从对各内部构件的工作机理及作用出发研究了分离器内部流场的流动规律；赵建峰[8]研究了结构参数和操作参数对聚结板油水分离器内部流场和流动特性的影响。在聚结板材料的选择上已有的研究成果主要从不锈钢、陶瓷、聚丙烯、PVC 等材料展开研究[9⁃14]；关于聚结板的结构参数对分离效率的影响，科研工作者们从聚结板的倾角、排列方式、版间距和材料的表面特性等因素进行了研究[8,15⁃16]。Husveg
等[17]研制了一种新型的提高采出水中油滴尺寸的离
心泵，为后续油水分离提供了基础。Kopylova 等[18]利用聚结过滤对水包油乳液进行了研究。
从上述研究的结果可以看出，目前对聚结板影响分离效率的研究主要集中在结构参数、内部构件、操作条件和聚结填料的选择等方面，而对于液滴聚结如何影响分离效率以及数值模拟的边界条件设置对研究结果的影响研究很少。本文采用 Ansys Fluent 软件中的离散相模型对PEX 板油水分离进行数值模拟，得到粒径、流速及边界条件设置与分离效率的关系，并与实验结果对比验证，给出适合PEX 板的液滴⁃壁面边界条件。
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PEX 聚结板的数值模拟
1.1数值模拟模型的选取
为简化求解过程，假设在分离过程中流体的温
度不发生改变，没有能量传递，因此不考虑能量守恒。PEX 板用于液⁃液分离，因此认为流体为不可压缩。
本文所研究的油水混合液中以水为连续相、油为分散相且油相体积占总体积很小(5%)，为了能够准确描绘离散相油滴的运动轨迹，采用欧拉⁃拉格朗日方法进行模拟(在Ansys Fluent 软件中采用DPM 模型)。选用非稳态的追踪方式对离散相的运动轨迹进行追踪，通过计算，本文研究的最大雷诺数Re <
2300为层流状态，故无需考虑湍流方程。连续相的质量方程选用连续性方程，动量方程选用N ⁃S 方程。直角坐标系中离散相油滴的受力平衡方程在x
轴方向上的表达式为:
PEX 聚结板对油水分离性能的影响
刘
涛，樊玉光，袁淑霞*，余晓月霓虹灯变压器
自动感应垃圾桶
(西安石油大学机械工程学院，陕西
西安
医院纯水系统710065)
摘要：通过实验和数值模拟结合的方法，对PERFORMAX 聚结板(简称PEX 聚结板)油水分离性能展开了研究。对三种不同工况下PEX 聚结板油水分离性能进行模拟，得到了油滴粒径、是否考虑液滴聚结和不同壁面设置对聚结板分离性能的影响。结果显示：在一定范围内,PEX 聚结板的油水分离效率随油滴粒径增加而增加，当油滴粒径超过此范围时，分离效率增长缓慢或不再增加；在PEX 板作用下，小油滴更易于聚结成大油滴，有助于提高油水分离效率，因而数值模拟过程中考虑液滴聚结结果更接近实际；实验和模拟结果的对比可以得到:PEX 聚结板数值模拟结果与实验结果基本吻合，验证了数值模拟模型设置的合理性；通过与实验对比可知，考虑液滴聚结并认为油滴只有碰到上壁面才会被捕捉的情况更接近实际。
关键词:PEX 聚结板；油水分离；分离效率；数值模拟中图分类号:TE34;X7
胶管缠绕机文献标志码:B
文章编号:1001⁃9219(2019)06⁃104⁃05
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