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化学工程2024年第02期:薄板式静态混合器混合性能数值模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:谷雨;安申法;陈家庆;姬宜朋;栾智勇;丁国栋;肖建洪;

单位:北京石油化工学院机械工程学院;深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室;中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院;

摘要:薄板式静态混合器内构件简单、通量高、压降低,可以有效降低稀释水掺混能耗。文中以不均匀系数ψ和管路压降Δp作为评价指标,利用CFD(计算流体动力学),对比分析单直管、单顺流羽状管、单逆流羽状管和双顺流羽状管等4种注水方式的混合效果和压降。研究发现,在注水管安装在L/D=5.3处,单管注入时,注水两侧形成的径向二次流强度Se变化缓慢,稳定的涡旋流在混合器内产生混合“死区”,降低了静态混合器的油水混合速度;当ψ降至0.05时,混合距离超过18D。此混合死区解释了单管注入时分散相注入点附近易出现局部高浓度区。双顺流羽状管注入时,对撞水相产生较高径向二次流强度Se,且迅速降低。快速变化的流场显著减少混合距离,与单管注入相比,ψ降至0.05时混合距离减少76.9%,Δp增加1.5%。

关键词:油水混合;数值模拟;薄板式静态混合器;注水方式

基金资助:国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点支持项目(U20B2030); 中国石油化工股份有限公司技术开发项目(322035); 北京市百千万人才工程培养经费资助(2019A21)