旋流分离及其强化技术电子书

内容简介

前言

第一章 旋流分离技术概述

第一节 水力旋流器的发展简史

第二节 旋流分离的技术特点

一、旋流分离的优点

二、旋流分离的缺点

第三节 旋流分离器的基本类型

一、按分离介质分类

二、按结构特点分类

三、按离散相介质浓度分类

四、按旋流器尺寸分类

五、按安装方式分类

六、按分离场域特性分类

第四节 旋流分离技术的研究现状及发展方向

参考文献

第二章 水力旋流器结构形式及分离原理

第一节 固液分离水力旋流器

一、主要结构

二、分离原理

第二节 液液分离水力旋流器

一、主要结构

二、分离原理

第三节 气液分离水力旋流器

一、主要结构

二、分离原理

第四节 气固分离水力旋流器

一、主要结构

二、分离原理

第五节 固体筛分旋流器

一、主要结构

二、分离原理

参考文献

第三章 旋流器结构创新设计

第一节 固液分离旋流器

一、经典单锥结构

二、附加辅助结构

三、内锥结构

四、防堵结构设计

五、防磨结构设计

六、固液旋流过滤器

第二节 液液分离旋流器

一、传统双锥结构

二、单锥结构

三、柱状旋流器

四、轴向进液旋流器

五、入口可调式旋流器

六、一体化串联旋流器

第三节 气液分离旋流器

一、柱状气液旋流器（GLCC）

二、旋流板和螺旋式气液分离器

三、导叶式气液旋流分离器

四、柱锥气液旋流分离器

五、内锥式气液旋流分离器

参考文献

第四章 旋流分离性能评价指标及影响因素

第一节 旋流分离基本概念

一、处理量

二、分流比

第二节 旋流分离效率及性能评价

一、质量效率

二、简化效率

三、综合效率

四、级效率

五、压力降

六、压降比

第三节 旋流分离性能影响因素

第四节 旋流分离性能强化路径

一、延长分散相在旋流场内停留时间

二、增大分散相直径

三、减小分散相旋流半径

四、增大分散相旋流切向速度

五、优化旋流分离工艺系统

参考文献

第五章 旋流分离技术研究方法

第一节 数值模拟方法

一、湍流模型

二、多相流模型

三、基于欧拉-欧拉方法的流场特性分析

四、基于欧拉-拉格朗日方法的离散相运动特性分析

第二节 水力旋流器的参数优选及优化方法

一、基于响应曲面法的井下水力旋流器优化案例

二、数值模拟参数设置及边界条件

三、CCD试验设计及回归方程构建

四、回归方程的方差分析

五、模型求解及精度验证

六、优化结果及验证

第三节 提升模拟分析效能的快速优化方法

一、结构优化方法概述

二、DUOM方法概述及原理

三、两种方法优化结果对比分析

四、优化时间需求对比分析

第四节 分离性能实验方法

一、气液旋流分离性能实验

二、固液旋流分离性能实验

三、液液旋流分离性能实验

第五节 流场测试方法

一、基于LDV的速度场测试

二、基于PIV的速度场测试

三、基于HSV的运动行为分析

参考文献

第六章 三相旋流分离技术与装备

第一节 三相旋流器发展概况

第二节 结构设计及研究进展

一、串联两相水力旋流器单体

二、构建轴向相邻的两级旋流腔

三、构建径向嵌套的两级旋流腔

四、构建双溢流口同侧布置的独立旋流腔

五、构建双底流口同侧布置的独立旋流腔

六、耦合旋流分离及多种分离技术

七、三相水力旋流器特征对比

第三节 发展趋势及展望

一、三相旋流分离性能提升的制约因素

二、三相旋流器发展趋势及展望

参 考文献

第七章 微旋流器分离效能增强技术

第一节 微旋流器国内外研究进展及应用

第二节 微旋流器分离效果评价及增强案例分析

一、分离效果评价指标

二、分离效能增强案例分析

第三节 微旋流器流场特性及效能增强机理

一、流场特性

二、效能增强机理

第四节 微旋流器结构参数设计及制造技术

一、基于经典常规旋流器的结构优化

二、新结构设计

三、制造与材料

第五节 介质物性参数和操作参数对微旋流器分离性能的影响

一、介质物性参数

二、操作参数

参考文献

第八章 旋流分离过程的聚结强化

第一节 聚结方法与装备

一、水力聚结

二、材料聚结

三、静电聚结

四、化学法聚结

第二节 旋流聚结技术

一、旋流聚结机理

二、旋流聚结装置及工作原理

三、旋流聚结装置的性能分析

第三节 聚结强化旋流分离技术

一、旋流分离的聚结强化

二、聚结强化旋流分离装置

三、聚结强化旋流分离的性能验证

参考文献

第九章 旋流分离过程的颗粒重置强化

第一节 分散相重排序强化旋流分离原理及分散相排序器

一、常规旋流器分离过程

二、理论模型

三、分散相重排序强化旋流分离原理

四、分散相排序器类型

第二节 分散相重排序强化旋流分离研究进展

一、分散相重排序强化液液分离

二、分散相重排序强化固液分离

三、分散相重排序强化气固分离

第三节 分散相重排序技术路线及研究展望

一、分散相重排序技术路线

二、分散相重排序研究展望

参考文献

第十章 旋流分离过程的气携强化

第一节 强化原理

一、离心力

二、浮力

三、径向运动阻力——斯托克斯阻力

四、径向运动方程

第二节 试验研究

一、试验样机

二、试验物料

三、空气压缩机入口注气试验

四、空气压缩机旋流体单孔注气试验

五、旋流腔微孔注气

六、Nikuni气液混合泵注气试验

七、气携式液液水力旋流器现场试验研究

参考文献

第十一章 旋流分离过程的颗粒耦合强化

第一节 颗粒耦合旋流油水分离强化机理

第二节 颗粒-油滴耦合分析

一、耦合场中油滴受力分析

二、耦合场中油滴运动速度分析

三、油滴-颗粒碰撞聚合行为

第三节 耦合场油滴/颗粒运动分析

一、DEM-CFD耦合仿真

二、耦合场与单一离心场数值模拟结果对比

三、颗粒密度对油滴-颗粒耦合作用的影响

第四节 颗粒耦合旋流油水分离试验

一、试验方法及试验工艺

二、试验结果分析

参考文献

第十二章 旋流分离过程的电场耦合强化

第一节 电场耦合旋流脱水技术研究现状

一、耦合装置结构

二、操作参数

三、数值模型

第二节 耦合场液滴聚结特性

一、液滴在耦合场中聚结机理

二、液滴在耦合场中受力分析

三、液滴聚结特性实验研究

第三节 电场-旋流场耦合数值模拟研究

一、电场-旋流场耦合结构与原理

二、耦合结构电场分析

三、电场与旋流场耦合仿真方法

四、数值模拟结果分析

第四节 电场耦合旋流分离实验研究

一、实验方法及工艺

二、单因素实验结果及分析

三、正交实验分析

参考文献

第十三章 旋流分离过程的磁场耦合强化

第一节 磁场强化多相介质分离技术研究现状

一、磁选机及涡电流分选器

二、气固磁流化床

三、磁旋流器

第二节 不同结构类型磁场耦合旋流器

一、磁芯旋流器

二、同向出流磁旋流器

第三节 磁场旋流场耦合理论

一、油滴在耦合场中受力分析

二、磁场与流场耦合仿真

第四节 同向出流磁旋流器分离性能研究

一、磁场发生装置设计及试验对比

二、数值模拟设置

三、试验工艺及流程

四、结果分析

参考文献

第十四章 旋流分离过程的动态强化

第一节 动态旋流强化技术发展历程及特点

一、动态旋流强化技术发展历程

二、动态旋流强化技术特点

第二节 机筒旋转式旋流强化

一、机筒旋转式动态旋流器

二、旋流分离性能测试

第三节 复合式旋流强化

一、复合式动态旋流器

二、复合式动态旋流分离性能测试

第四节 液流驱动式旋转强化

一、溢流管自旋式旋流器

二、旋流腔自旋式旋流器

参考文献

第十五章 旋流分离系统工艺提效

第一节 旋流器多级串联

一、两级串联工艺方案

二、三级串联循环系统

第二节 旋流器一体化串联

一、采油井下一体化串联

二、两级出入口融合串联

第三节 低剪切阀

一、Typhonix旋流阀门

二、Cyclone-based阀门

三、涡旋阀门

四、低剪切节流阀门

五、轴向内芯阀门

第四节 低剪切泵

一、低剪切泵结构类型

二、低剪切泵应用效果对比

第五节 其他系统工艺提效方式

一、降低弯管处的紊流效果

二、增强取样装置对液流取样的代表性

三、促进快速准确的操作参数调节

参考文献