基于响应曲面法的水力聚结器结构参数优化

作     者：邢雷 苗春雨 蒋明虎 赵立新 Xing Lei;Miao Chunyu;Jiang Minghu;Zhao Lixin

作者机构：东北石油大学机械科学与工程学院 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室 大庆油田博士后科研工作站 

基　　金：国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目“同井注采井筒关键湍流场域离散相运聚机理及动力学行为研究”(U21A20104) 黑龙江省自然科学基金项目“同井注采井筒内关键流体场域油滴聚并机理及运移规律研究”(LH2022E017) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2023年第51卷第11期

页      码：116-123页

摘      要：针对油水分离中小粒径油滴难以分离的情况,设计了一种水力聚结器,借助析因筛选设计及响应曲面优化设计,结合有限体积法,并以综合考虑油滴粒径尺寸、体积占比及平均粒径等多因素提出的一种聚结效率计算方法作为评判指标,对其进行结构参数显著性分析及结构优化设计。以优化前、后的水力聚结器为模型,在相同工况下开展聚结性能模拟测试。测试结果表明,显著性较高的参数依次为锥段长度L2、尾管长度L3以及内心底径d,根据得到的结构参数与聚结效率间的最优回归方程,确定出最佳结构参数值,即锥段长度为678.63 mm,尾管长度为99.89 mm,内心底径为10 mm。优化后的聚结器出口处平均粒径由524.7μm增加至550.9μm,聚结效率由14.26%提高至14.55%,聚结性能得到明显提升,验证了优化结果的准确性及可行性。研究结果可为旋流分离设备设计提供参考。

主 题 词：油水分离 水力聚结器 油滴聚结 聚结性能 评判方法 结构优化 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.11.015

馆 藏 号：203124532...