旋流除砂器气—固两相流场模拟分析及结构优化研究

Simulation Analysis of Gas-Solid Two-Phase Flow Field and Structural Optimization of Hydrocyclone Desander

宋斌 魏剑飞 谭振兴 王永慧 何玉发 孙智成 刘世国

SONG Bin WEI Jianfei TAN Zhenxing WANG Yonghui HE Yufa SUN Zhicheng LIU Shiguo

旋流除砂器在油气测试现场应用中存在小颗粒固体除砂率低的问题,鉴于此,文章采用计算流体动力学软件(CFD)Fluent中的雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋流除砂器内部的流场特性和运动轨迹进行模拟分析, 通过对旋流除砂器敏感性参数模拟分析得出:除砂率随着入口流速和工质颗粒直径的增大而增大,且当流速达到 10 m/ s,颗粒粒径达到 5 μm 时,该型除砂器的除砂率即可达到 80%以上,然后基本维持稳定。通过对除砂器结构优化 改进,模拟研究发现:将除砂器的圆形入口改为方形入口可以显著提高该型除砂器对小于 5 μm 粒径颗粒的除砂率，且可以有效减小除砂器顶部由于高流速、大粒径造成的颗粒堆积现象，对提高该型设备的现场适用性具有较高意义。