Дата публикации: 2019

Дата публикации в реестре: 2020-03-03T20:57:25Z

Аннотация:

Во многих областях народного хозяйства широко используются сепараторы центробежного типа — гидроциклоны, позволяющие разделять смеси веществ различной плотности. Гидроциклоны могут быть использованы для разделения фаз в установках измерения расхода нефти, воды и газа. Поток, поступающий из скважины, изначально представляет собой трехфазную смесь. Гидроциклон позволяет на входе в измерительную установку разделить газовую и жидкую фазы, которые далее поступают в отдельные узлы измерения газа и жидкости. Сохранение точности измерения расхода фаз при использовании гидроциклонов в измерительных установках требует высокого качества сепарации в широком диапазоне расходов и содержаний фаз. Одно из направлений прогнозирования характеристик процесса сепарации основывается на численном решении уравнений гидродинамики многофазных течений. Современные программные комплексы вычислительной гидродинамики позволяют решать задачи такого класса в трехмерной постановке и тем самым оценивать эффективность работы устройства и его метрологические характеристики. В работе исследуются процессы разделения газожидкостной смеси в гидроциклоне при различном объемном газосодержании и расходах фаз. Приводится математическая модель с указанием основных допущений. Формулируются граничные условия задачи. Расчеты проводились на открытой платформе OpenFOAM с использованием решателя interFoam. В результате численного моделирования определены основные структуры течений в гидроциклоне. Исследовано влияние начального газосодержания на эффективность сепарации при различных скоростях потока. Выявлены основные причины снижения эффективности сепарации при низких значениях газосодержания. Дополнительно рассмотрено влияние направляющих элементов на процесс сепарации.

Тип: Article

Права: open access