王宇岑:重力油水分离中油滴聚结行为数值模拟研究论文

王宇岑:重力油水分离中油滴聚结行为数值模拟研究论文

本文主要研究内容

作者王宇岑(2019)在《重力油水分离中油滴聚结行为数值模拟研究》一文中研究指出:油水分离技术是油田开发生产中关键的生产环节,油水重力分离法是最经济适用的油水分离方法之一,其分离效率取决于油滴之间的相互作用。但是以往对重力场下油水分离的研究总是集中于油滴群在反应器内的宏观动力学行为,对于微观下油滴与油滴相互作用机理研究尚不彻底。因此,本文运用多物理场耦合软件COMSOL对重力场下双油滴之间的相互作用进行数值模拟计算,并对关键影响因素进行了分析。本文基于Cahn-Hilliard方程的相场方法建立了油滴在重力场上浮过程行为模型。首先,从微观角度研究了单油滴上浮过程中的油滴终速度和变形度影响因素。结果表明,油滴粒径越大,变形越大,终速度随粒径的增大逐渐趋于定值;且油水密度差越大、连续相黏度越小、油滴黏度越小,油滴的终速度越大,越容易分离,而油水的界面张力则对油滴的变形度有较大影响。其次,在共直线双油滴上浮聚结过程行为模型中,从微观角度分析了上油滴尾流对下油滴的影响,揭示了双油滴的聚结原理。研究了影响双油滴聚结的众多因素,模拟表明减小双油滴的初始间距、油滴黏度、连续相黏度、油水两相界面张力,增大粒径和油水两相密度差可以降低油滴聚结时间。最后,在并行双油滴上浮聚结过程行为模型中,从微观角度研究双油滴的聚结和排斥现象,当双油滴间距比S<0.5,双油滴发生聚结,随着距离的减小,油滴黏度、连续相黏度的减小,两相密度差的增大均会促进油滴的聚结。当双油滴间距增大时双油滴发生先吸引后排斥的运动特性,随着粒径的增大、油滴黏度的增大、连续相黏度的减小、密度差的减小双油滴的排斥作用越明显,到达稳定状态时双油滴被分离的横向距离越远。当双油滴间距比S>5时,双油滴不再发生相互影响。本文利用数值模拟手段,从微观分散相双油滴相互影响的过程揭示了重力场下油水分离原理,可为油田重力油水分离器的设计、工况设置等提供理论基础,指导油田的高效开发,同时也丰富了油水两相流研究理论,为更为复杂的油水两相流体系提供参考。

Abstract

you shui fen li ji shu shi you tian kai fa sheng chan zhong guan jian de sheng chan huan jie ,you shui chong li fen li fa shi zui jing ji kuo yong de you shui fen li fang fa zhi yi ,ji fen li xiao lv qu jue yu you di zhi jian de xiang hu zuo yong 。dan shi yi wang dui chong li chang xia you shui fen li de yan jiu zong shi ji zhong yu you di qun zai fan ying qi nei de hong guan dong li xue hang wei ,dui yu wei guan xia you di yu you di xiang hu zuo yong ji li yan jiu shang bu che de 。yin ci ,ben wen yun yong duo wu li chang ou ge ruan jian COMSOLdui chong li chang xia shuang you di zhi jian de xiang hu zuo yong jin hang shu zhi mo ni ji suan ,bing dui guan jian ying xiang yin su jin hang le fen xi 。ben wen ji yu Cahn-Hilliardfang cheng de xiang chang fang fa jian li le you di zai chong li chang shang fu guo cheng hang wei mo xing 。shou xian ,cong wei guan jiao du yan jiu le chan you di shang fu guo cheng zhong de you di zhong su du he bian xing du ying xiang yin su 。jie guo biao ming ,you di li jing yue da ,bian xing yue da ,zhong su du sui li jing de zeng da zhu jian qu yu ding zhi ;ju you shui mi du cha yue da 、lian xu xiang nian du yue xiao 、you di nian du yue xiao ,you di de zhong su du yue da ,yue rong yi fen li ,er you shui de jie mian zhang li ze dui you di de bian xing du you jiao da ying xiang 。ji ci ,zai gong zhi xian shuang you di shang fu ju jie guo cheng hang wei mo xing zhong ,cong wei guan jiao du fen xi le shang you di wei liu dui xia you di de ying xiang ,jie shi le shuang you di de ju jie yuan li 。yan jiu le ying xiang shuang you di ju jie de zhong duo yin su ,mo ni biao ming jian xiao shuang you di de chu shi jian ju 、you di nian du 、lian xu xiang nian du 、you shui liang xiang jie mian zhang li ,zeng da li jing he you shui liang xiang mi du cha ke yi jiang di you di ju jie shi jian 。zui hou ,zai bing hang shuang you di shang fu ju jie guo cheng hang wei mo xing zhong ,cong wei guan jiao du yan jiu shuang you di de ju jie he pai chi xian xiang ,dang shuang you di jian ju bi S<0.5,shuang you di fa sheng ju jie ,sui zhao ju li de jian xiao ,you di nian du 、lian xu xiang nian du de jian xiao ,liang xiang mi du cha de zeng da jun hui cu jin you di de ju jie 。dang shuang you di jian ju zeng da shi shuang you di fa sheng xian xi yin hou pai chi de yun dong te xing ,sui zhao li jing de zeng da 、you di nian du de zeng da 、lian xu xiang nian du de jian xiao 、mi du cha de jian xiao shuang you di de pai chi zuo yong yue ming xian ,dao da wen ding zhuang tai shi shuang you di bei fen li de heng xiang ju li yue yuan 。dang shuang you di jian ju bi S>5shi ,shuang you di bu zai fa sheng xiang hu ying xiang 。ben wen li yong shu zhi mo ni shou duan ,cong wei guan fen san xiang shuang you di xiang hu ying xiang de guo cheng jie shi le chong li chang xia you shui fen li yuan li ,ke wei you tian chong li you shui fen li qi de she ji 、gong kuang she zhi deng di gong li lun ji chu ,zhi dao you tian de gao xiao kai fa ,tong shi ye feng fu le you shui liang xiang liu yan jiu li lun ,wei geng wei fu za de you shui liang xiang liu ti ji di gong can kao 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东北石油大学的王宇岑,发表于刊物东北石油大学2019-07-15论文,是一篇关于重力场论文,油水两相流论文,油滴聚结论文,东北石油大学2019-07-15论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北石油大学2019-07-15论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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