优化水力旋流器油水分离：CFD模拟与实验验证

本文档标题为《水力旋流器油水分离数值模拟与实验研究》(2013年)，发表在常州大学学报自然科学版，作者为邵悦、赵会军和王小兵。研究的焦点在于通过计算机流体动力学(CFD)方法优化水力旋流器的性能，特别是油水分离效率和能耗问题。 该研究采用FLUENT软件中的RSM湍流模型和SIMLEC算法进行数值模拟，模拟对象是两种不同结构的液-液旋流分离器(LLHC)。这些模型在考虑实际工作环境——以水和油作为流体介质时，运用基于欧拉法的Mixture两相模型来处理复杂的多相流情况。这种模拟旨在确保在保持内部流场稳定性和分离效率的同时，能有效降低设备的能耗。 实验部分，研究人员搭建了一个物理模型的实验平台，通过对比模拟得到的流场压力场和速度场与实际实验数据，验证了数值模拟方法的精确性。令人满意的是，模拟结果与实验测量数据的误差控制在10%以内，这表明所采用的模拟方法具有高度的可信度。 研究发现，在双锥单柱结构的设计中，相较于传统设计，压力损失有所减少，这表明新型结构有助于提高能源利用效率。此外，采用内平齐溢流口的设计策略可以有效地防止入口区域的大圆柱段出现短路流，进一步提升了分离效果。 论文的关键词包括：水力旋流器、油水分离、数值模拟、双锥单柱结构和内平齐溢流口。该研究对于理解和改进水力旋流器的设计和操作具有重要的理论和实践意义，为提升石油工业中的油水分离过程提供了技术支持。 这项研究通过结合理论模拟与实验验证，为改进水力旋流器的设计提供了科学依据，对于能源节约和环境保护具有积极的实际应用价值。