一、油田用水力旋流器（论文文献综述）
刘坤[1]（2021）在《切削液废水处理装置的设计与优化研究》文中提出切削液废水中的添加物会阻碍微生物活性,难以分解,对自然环境存在巨大安全隐患,同时其COD（化学需氧量,Chemical Oxygen Demand）浓度高且成分复杂,处理成本高昂。若将未处理的切削液废水直接排放到水中,会导致水污染和水资源破坏等问题,威胁人类健康。针对此问题,本文设计了一种切削液废水处理装置,并通过理论分析与数值模拟对该装置主要部分进行了优化研究。以下为主要研究内容:结合工业常用蒸发技术,对此次切削液废水处理装置的工艺流程进行了设计,即首先使用旋流分离技术预处理废水,再对其进行预热,最后通过MVR（机械蒸汽再压缩,Mechanical Vapor Recompression）降膜蒸发的方式将其浓缩;对装置组成部分及作用进行了分析介绍,包括水力旋流器、电加热蒸发器、降膜蒸发器和蒸汽压缩机等,为后续设计计算等工作奠定了基础。根据设计条件,确定了装置主要工艺参数,并对其结构进行了系统设计。在MVR降膜蒸发部分,计算确定了水分蒸发量,然后对预热器、降膜蒸发器、电加热蒸发器、装置接管及压缩机等部件进行了设计校核或选型;通过耗能计算得到了该装置正常工作时总功率和冷却水耗量。通过分析常见水力旋流器存在的问题,结合旋流器标准与专利文献,设计了一种可调节双螺旋进水路水力旋流器,对其主要结构即导流器作用做了详细介绍,并对其内部流场进行了三维建模与模拟分析。该新型水力旋流器结构紧凑、组装方便且使用灵活,可减小局部能量损耗,调节分离效率与精度,这些特点使其在废切削液等混合液预处理方面具有实用性和可靠性,具有广阔应用前景。依据降膜蒸发所涉及的理论基础,利用FLUENT软件对该装置中降膜蒸发器单管内液体流动变化过程进行了计算研究。通过对比成膜模拟结果,证明在采用盘式布料法的同时,结合使用管内插件可使液体均匀分配到降膜蒸发器各管,并在管内形成连续完整液膜;然后对液膜进行了蒸发模拟,得到了混合物压力、速度、温度及体积分数等各项云图,分析表明所设计进口流量等条件数据合理,预热液体可按所需要求在此降膜蒸发器内正常进行降膜蒸发。
白春禄[2]（2020）在《管式轴向入口旋流预脱水器的设计与实验研究》文中研究表明随着油田开采年限的逐渐增加,采出液的含水率逐年攀增,开采成本显着提高。常规集输处理工艺难以应对这种高含水局面,为实现节能降耗、同时保证原油稳产或上产,油井采出液高效预分水是解决高含水时期油田集输处理瓶颈难题的有效方案。利用超重力作用的油水旋流分离技术因具有分离效率高、结构紧凑等优点而在油井采出液预分水方面颇受青睐,也为条件更为严苛的海洋油气集输处理提供了技术支持。本文系统总结了迄今国内外各种油井采出液预分水技术与设备,以液液旋流分离理论为基础,提出了一种管式轴向入口旋流预脱水器的设计方法。通过理论计算,完成了管式轴向入口旋流预脱水器起旋区、稳旋区和分离区等主体结构设计以及入口、叶片载体等附属结构设计;重点讨论了三种静态起旋叶片的结构设计,最后初步确定了室内样机的结构尺寸和工程样机的结构形式。为了验证设计方法和结构方案的可行性,通过计算流体动力学（CFD）数值模拟对管式轴向入口旋流预脱水器的内部流场和油水分离过程进行了系统分析讨论。结果表明,旋流预脱水器内形成了稳定的旋流流动,满足设计要求。在此基础上,采用响应曲面法（RSM）对设备主体结构进行了全因素、多目标优化设计,得到了最优结构参数组合;预测了操作参数对分离性能的影响规律,为室内实验研究奠定基础。基于数值模拟优化结果,设计了处理量为1.00m3/h的管式轴向入口旋流预脱水器室内实验样机,开展了系统实验研究。结果表明,旋流预脱水器处理含水率为60%-90%的模拟采出液时,在保证水出口处的含油浓度低于1000mg/L的前提下,分水率可达50%以上;通过不同静态起旋叶片的对比实验,证明圆弧叶片能有效提高分离效率,增强操作弹性;与常规切向入口水力旋流器相比,管式轴向入口旋流预脱水器在提高分离效率、促进油滴粒径增大、降低设备能耗方面表现较好,在操作可控性方面也有一定提升。从能够达到的最佳性能指标参数来看,当处理含水率为90%、处理量为1.00m3/h的模拟采出液且最佳分流比为0.45时,管式轴向入口旋流预脱水器的分水率可高达62.9%,且水出口处的含油浓度可降低至432.8mg/L。以室内实验研究结果为依据,通过理论设计和相似放大设计两种方法,完成了处理量为10.0m3/h的工程样机设计。CFD数值模拟对比分析结果表明,两种方案所设计工程样机的分离效率相差不大,但相似放大设计能有效降低设计成本、缩短设计周期,在系列化产品设计时准确便捷。在完成了多管并联布置、罐体封头等辅助性设计后,外委加工了集来流混合、旋流分离、取样化验等于一体的工程样机撬装结构。论文完成了管式轴向入口旋流预脱水器自主设计研发的前期基础性工作,为高含水油井采出液的高效预分水提供了切实可行的技术解决方案。
张军[3]（2019）在《基于水力旋流器的煤泥超细分级机理研究》文中研究指明水力旋流器是利用离心力场强化多相流分离的有效分离设备,它具有结构简单、无转动部件、分离效率高和易于自动化控制等优点,广泛应用于选矿、化工、生物等众多工业领域。在矿物加工领域,水力旋流器常用于分级、浓缩、脱泥和澄清等作业环节。虽然旋流器结构简单,但是内部流场十分复杂。分析旋流器内部流场及颗粒运动的规律,掌握旋流器结构参数、操作因素和物料因素对旋流器分级效率的影响,是旋流器开发与应用的关键。为了降低煤泥分级的粒度下限,本文研究了水力旋流器超细分级机理。利用该技术,并与煤泥离心重选、离心脱水技术相结合,可形成全新的煤泥离心重选工艺。在阅读相关文献之后,首先分析水力旋流器内水相流场运动,然后分析煤泥颗粒在水相流场中的跟随性规律,最后分析了煤泥颗粒在水力旋流器内径向运动规律和轴向运动规律。通过Krebs水力旋流器（φ100mm）煤泥超细分级试验,确定操作因素和物料因素对水力旋流器性能的影响。试验得出,Krebs水力旋流器的最佳操作因素和物料因素为:入料压力0.04MPa、冲洗水压为0.015MPa、入料浓度为10%。最后利用Design-Expert软件中的Box-Behnken响应曲面功能设计正交试验,得到水力旋流器的陡度指数、汉考克综合效率、分级粒度和底流中-0.045mm超细物料含量的数学模型。借助计算流体力学（CFD）技术,对试验所用的φ100mm Krebs水力旋流器进行测量并建模,确定模拟所需的计算模型、初始条件和边界条件,计算选择的模型为VOF+RSM+DPM。将CFD模拟结果与试验结果进行了比较,发现试验研究与CFD模拟所得的结果吻合度较好,这说明CFD模拟所设置的参数是可信的,Fluent软件计算结果的可靠性高。试验所用的Krebs水力旋流器虽然能够满足煤泥超细分级的需要,但是其直径小,处理能力低,与当前选煤厂的规模及其煤泥水量不匹配。与此同时,试验所用的Krebs水力旋流器在工作时需要冲洗水,这既会增加系统复杂度和能耗,也会降低旋流器底流浓度,不利于煤泥离心重选的入料。故作者根据Krebs模拟所得的初始条件、边界条件以及计算模型,以选煤厂中常用的φ500大直径水力旋流器为研究对象,模拟研究旋流器结构参数、操作因素和物料因素对水力旋流器分级性能和分级粒度的影响,发现以下规律:（1）增加溢流管直径,会导致水力旋流器分级效率和总压降的同步下降,其中总压降的降幅更大。（2）增加溢流管插入深度,会导致水力旋流器总压降的快速上升,但对水力旋流器分级效率的影响不大。（3）增加底流管直径,会提高水力旋流器的分级效率,降低水力旋流器的总压降,同时也会增加水量比,降低底流浓度。（4）增加水力旋流器圆柱段的高度,会降低水力旋流器的总压降,对水力旋流器分级效率而言会先下降后增加。（5）增加水力旋流器锥角,会降低水力旋流器的分级效率,增加水力旋流器的总压降。（6）提高水力旋流器的入料速度,会提高水力旋流器的分级效率,增加水力旋流器的总压降,而且总压降的增长幅度较大。（7）在物料浓度较低时,物料浓度对水力旋流器的分级效率、分级粒度和总压降的影响不显着。根据轨道平衡法和零速包络面,推导出水力旋流器分离粒度计算式,分析了旋流器结构参数和操作因素对其分级性能的影响。通过借鉴借鉴Krebs水力旋流器的结构设计,结合对大直径水力旋流器的研究成果,提出了新型水力旋流器超细分级设备概念模型。该新型水力旋流器特色如下:（1）提出环形给料概念,环形给料既能降低旋流器的能耗,也能对煤泥水进行预先沉降,降低短路流对旋流器分级造成的不利影响。（2）旋流器圆锥段采用小锥角设计,降低旋流器的分级粒度。（3）大锥底设计,利用旋流器小锥角与底流口大锥底结合面处的拐点,强化湍流清洗的正面作用,增加旋流器底流中微细颗粒的逃逸几率,提高旋流器的分级精度。（4）与煤用水力旋流器相比,新型水力旋流器不占用额外有效空间,后期更换旋流器时对生产系统影响较小。通过CFD模拟,发现新型水力旋流器在分级性能和分级粒度上效果更佳。本论文有图91幅,表45个,参考文献183篇。
杨德成[4]（2019）在《单级轴向入口油水旋流分离器结构优化研究》文中研究说明轴向入口油水旋流分离器作为井下油水预分离装置的关键部件,因径向结构尺寸适用于油井细长管柱空间而在同井采注技术中占有重要地位。本文首先对目前水力旋流器研究进展进行了总结,包括旋流器的边壁腔体结构、导流叶片结构、计算机数值模拟技术和结构优化研究方法。分析了轴流导叶式旋流分离技术的应用前景。针对待分离混合液操作参数,结合现有水力旋流器结构形式,设计了一款采用轴向入口、中置贯通式稳流锥和变螺距螺旋导流叶片的轴流导叶式水力旋流器,分析了其分离机理,并利用三维建模软件UG对其进行了三维建模。采用数值模拟方法,分析轴流导叶式水力旋流器初始设计模型分离效果。利用流体力学软件Fluent对其进行了数值模拟,对比分析其内部油水两相体积分数、速度及压力降分布规律,模拟结果显示轴流导叶式水力旋流器轴心处形成了柱状油核,分离效率E=59.8%,压力损失约为0.18MPa。针对轴流导叶式水力旋流器初始设计模型的5个关键结构,各设置5个待优化参数,一一进行三维建模与数值模拟,对比分析不同优化参数下的旋流器分离效率及压力降,确定了分离效率及压力降综合效益最佳的结构参数。实现了分离效率由59.8%提高到75.9%、压力降由0.18MPa下降至0.16MPa的优化效果。
肖学[5]（2018）在《水力旋流器应用的现状及发展趋势》文中指出水力旋流器因其独特结构及高效分离性能,在不同研究领域得到了广泛应用。介绍了水力旋流器的工作原理和发展历史,概述了应用于不同领域的不同结构形式的水力旋流器,并对水力旋流器在新领域的发展前景进行了展望。
张彩娥[6]（2017）在《基于流场特性的水力旋流器参数优化研究》文中研究指明水力旋流器因具有结构简单、操作方便,生产能力大等优点广泛用于选矿、化工、环保等诸多领域。由结构参数和操作参数共同决定的水力旋流器内部流场是决定物料在其中分离效果的关键因素。考查工艺参数变化对旋流器内部流场的影响,是研究旋转流场分离机制的重要手段。可以通过调节水力旋流器内部流场实现预期的分离目标,从而为高性能水力旋流器的设计和应用提供理论指导。针对水力旋流器内部流场特点,本文采用基于CFD（Computational Fluid Dynamics）的数值试验方法,以RSM（Reynolds Stress Model）雷诺应力模型计算湍流,以VOF（Volume of Fluid）多相流模型捕捉气液两相边界,借以获得内部流场特性。在此基础上,引入颗粒相,以Mixture混合模型计算流场内颗粒运动和气液两相边界的瞬时变化,对水力旋流器内液-固流场特性及分离性能进行定量描述。通过将数值试验结果与试验数据进行对比分析,证明了所选用数学模型的准确性和可靠性。对水力旋流器内流场进行的数值试验结果表明,切向速度分布遵循组合涡运动规律,在溢流管底端由于湍流强度较高,致使自由涡区域切向速度随回转半径减小而降低;在旋流器的柱段和锥段上部存在轴向循环流;在溢流管末端存在短路流。通过考查不同粒度颗粒分布特性发现,0.5μm微细颗粒在旋流器内的运动主要受湍流耗散影响,对液流的跟随性较好,其在沉砂中的分配率主要与分流比有关;随着颗粒粒度增加,颗粒所受湍流耗散影响逐渐下降,而所受离心惯性力的影响则逐渐增强,颗粒平衡回转半径随之增大。操作参数和结构参数对水力旋流器内部流场稳定性和分离性能影响的研究结果表明,稳定的内部流场是水力旋流器正常分离的保证,当给料流量、入料口直径、溢流口直径、溢流管插入深度、沉砂口直径、锥角等参数取值不当时,水力旋流器内部流场稳定性被破坏,具体表现为湍流强度及短路流量急剧增加、轴向零速包络面（LZVV）形状改变、空气柱稳定性降低,从而造成不同粒度颗粒沿径向平衡回转半径规律性分布被破坏,粗颗粒在沉砂中的分配率急剧降低,细颗粒在沉砂中的分配率急剧提高,分级精度显着降低。考察了给料粒度与给料流量、溢流口直径和沉砂口直径间的交互影响。研究发现,给料粒度与给料流量及沉砂口直径之间存在显着的交互影响,在一定范围内,适当提高给料流量或增大沉砂口直径,可以减弱给料粒度波动对分级性能的不利影响,保证分离过程的顺利进行;给料粒度与溢流口直径的相关性不大。通过研究入料通道曲率半径对水力旋流器分离性能的影响发现,在一定范围内减小入料通道曲率半径可以提高入料通道区域流场的对称性、降低湍流强度和短路流量,可在一定程度上增强固体颗粒的预分级作用,提高分级精度。基于数值试验结果,提出了提高鞍千矿业公司选矿厂Φ660mm粗细分级水力旋流器分级效率的实施方案,开展了工业试验研究,使水力旋流器溢流中-74μm粒级含量明显增加,分级效率提高了 5.53个百分点。
黄茜[7]（2017）在《流花油田FPSO生产水处理方法及效率评价技术研究》文中研究说明流花油田处于高含水开采期,采出液综合含水率高达90%以上。在流花油田FPSO上,生产水依次通过水力旋流器和气浮撇油罐处理后排海。为了减少原油开采对海洋环境的污染,流花油田制定了外排水含油浓度小于等于15mg/L的战略目标,远优于国标要求的45mg/L。因此,合理地评价水力旋流器和气浮撇油罐水处理后含油浓度对保证所提出的水质标准具有十分重要的意义。论文首先研究了分离系统中油水的物性和流变特性;分别建立了水力旋流器及气浮撇油罐中油水分离流体动力学模型,分析了油水分离机理及影响因素;在此基础上评价了流花油田生产水处理系统中油水分离效率。论文主要研究内容和成果如下:（1）在水力旋流器内油水分离的过程中,油相浓度分布的变化,油滴的破裂与聚并都会影响油水分离效果的评价。因此,针对流花油田不同含油水的物性、流变特性和湍流场中油滴的破裂行为进行了实验研究,分析了不同温度、含油率、剪切速率对水包油型乳状液混合黏度的影响,建立了改进的水包油型乳状液混合黏度的预测模型;获得了水包油乳状液在不同含油率、不同湍流耗散率,不同油品和水相黏度比下湍流场中黏性油滴的粒径分布特点。（2）基于油水两相流动的Navie-Stokes方程、两相流动滑移模型（ASM）、雷诺应力方程（RSM）和CFD技术,结合水包油型乳状液的流变特性的实验分析结果,开展了水力旋流器内流体的流变特性对分离效率影响的研究,通过考虑改进的黏度模型,建立了描述水力旋流器内多相流流场运动特性的改进的CFD计算模型。理论分析和实测结果表明:由改进CFD计算模型所获得的分离效率的平均相对偏差为2.63%。（3）针对水力旋流器中黏性油滴的破裂与聚并行为,基于Coulaloglou-Tavlarides破裂模型,考虑油滴黏性对油滴破裂的抑制作用以及油水黏性比对油滴变形度的影响,结合水中油滴在湍流场中粒径分布特点的实验分析结果,建立了改进的破裂模型;同时,考虑油水黏性比对油滴聚并的影响,建立了油滴聚并模型;从而建立了将改进CFD计算模型与群体平衡模型（PBM）于一体的CFD-PBM耦合模型。理论分析和实测结果表明:改进CFD-PBM耦合模型进一步提高了计算精度,由其所获得的分离效率的平均相对偏差仅为1.41%。（4）基于气泡在微孔处的受力平衡关系,结合Bai和Thomas的实验分析结果,确定了不同液流速度下的气泡脱附准则,建立了适用于带压气体通过小孔注入到垂直湍动管流中的气泡尺寸预测模型。该理论模型与实验值符合较好,气泡尺寸的平均相对偏差为 2.4%。（5）针对气浮撇油罐内油滴与气泡碰撞、黏附以及脱附过程对油水分离过程的影响,基于Bloom和Heindel提出的用于模拟浮选矿过程的CFD数值计算模型,考虑矿粒与油滴物理性质的不同而引起的与气泡间相互作用的差异,提出了改进的油滴与气泡的碰撞概率模型、黏附概率模型以及稳定概率模型,同时考虑气泡的破裂与聚并,建立了适用于计算气浮撇油罐分离效率的改进CFD-PBM耦合计算模型。理论分析和实测结果表明:由改进的CFD-PBM耦合计算模型所获得气浮撇油罐内油水分离效率的平均相对偏差为4.44%。（6）基于（1）～（5）的理论研究成果,采用改进的CFD-PBM耦合计算模型分别对流花油田中的水力旋流器和气浮撇油罐进行了模拟,对不同总处理量、入口含油率、油品混合比例下的外排水含油浓度进行了评价,结果表明:在目前的操作条件下,仅当总处理液量低于39500m3/d且入口含油浓度不超过180mg/L时,外排水含油浓度才能小于等于15mg/L;其他工况条件下,则通过优化操作参数以及改进现有工艺来保证外排水达标排放。另外,结合数值计算结果,通过因次分析和正交实验设计,建立了流花油田FPSO生产水处理系统的油水分离效率的计算模型,可以实现对不同工况条件下外排水含油浓度的评价。
姬宜朋,陈家庆,蔡小磊,李平,王春升,尚超,张明[8]（2016）在《BIPTVAS-Ⅱ型轴向涡流分离器工程样机及其在流花11-1油田的现场试验》文中认为介绍了自主研制的BIPTVAS-II型轴向涡流分离器工程样机的结构和工作原理,并对其在南海流花11-1油田成功进行的正交、单一变量和连续运行现场应用试验进行了分析。试验结果表明,转鼓转速是影响其分离性能的最关键操作工艺参数,稳定、高效运行时的转速范围为1 6501 700 r/min;在不添加任何药剂的情况下,设备以最优操作参数稳定运行,当入口污水含油量在200 mg/L左右时,分离器水出口的含油量可降低到30 mg/L以下,除油效果超过现场安装的水力旋流器。该技术的成功研发将为我国海洋石油工业的增产减污提供可行的技术解决方案,值得进一步开展工程放大应用研究。
熊思[9]（2015）在《油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究》文中提出随着油田进入开采的中后期,油井产出液中的含水率日益升高,给后续油气集输处理环节带来了较大压力,采用传统的容器式重力分离技术来实现产出液预脱水由于分离效率低、投资成本高等原因受到较大限制;此外,随着海洋油气资源的大力开发,受限于海上平台甲板空间和载重能力,传统处理方法和容器式重力分离设备难以满足设计施工要求,因此研究开发结构紧凑、性能高效的油井产出液预脱水技术意义重大。本文在系统总结油水分离用静态水力旋流器研究及应用进展情况的基础上,以轴向入口水力旋流器作为研究对象,结合常规切向入口水力旋流器的设计方法,提出了轴向入口水力旋流器的结构设计思路,借助计算流体动力学（CFD）软件FLUENT验证了可行性,并通过数值正交试验研究了部分结构参数对分离性能的影响。基于建立的结构设计方法,设计了处理量为30m3/h的轴向入口水力旋流器工程样机,借助FLUENT软件、通过单因素数值试验探究了主要结构参数对分离性能的影响,筛选得到了最优结构参数组合,并基于该最优参数组合探究了不同操作参数对分离性能的影响。根据单因素数值试验结果,采用响应曲面法（RSM）对影响分离性能的主要结构参数进行优化,得到工程样机的整体最优结构参数组合。为了评估轴向入口水力旋流器的分离特性,同时为工程样机的现场试验提供参考,设计研制了小处理量室内试验样机。首先比较了高含油油水混合液的不同配制方案,并最终确定贴近工程实际的方案;其次,研究了处理量、分流比和出水口背压对分离性能的影响,得到轴向入口水力旋流器运行时的最优处理量和分流比范围。结果表明,处理量在100%120%设计处理量、分流比在10%15%入口进液量时,分离效果较好。为了解决试验过程中出水口含油浓度较高的问题,采取增加小锥段长度的改进措施,有效改善了分离效果。本文的理论分析和实验研究工作为油井产出液预脱水用轴向入口水力旋流器的研制提供了技术参考,为下一步产品的工程化和系列化开发奠定了基础。
姬宜朋[10]（2015）在《轴向涡流分离器的理论与实验研究》文中进行了进一步梳理为解决海上油田生产水量日益增多和平台空间有限这一矛盾,迫切需要研制开发分离效率高、体积小、重量轻的内联紧凑型分离技术。轴向涡流分离技术将轴向流动和涡运动巧妙结合,能够实现大处理量单管式快速分离,使真正意义上的内联式紧凑型分离成为可能。然而至今为止,仅美国EVTN公司有相关产品推广应用的报道,缺乏分离机理和设计理论体系方面的研究文献。本文利用涡运动的相关理论,对轴向涡流分离器内部流场和影响分离性能的关键因素进行理论分析,从而有针对性地建立设计理论模型。基于所建立的设计理论模型,对影响分离性能的关键零部件——渐变螺旋形叶片和静止锥形机筒的关键结构参数进行分析,并依此初步完成BIPTVAS-Ⅰ型轴向涡流分离器样机的设计。然后以理论分析结论为参考,利用商业计算流体动力学（CFD）软件包Ansys Fluent 14.0,就渐变螺旋形叶片和静止锥形机筒关键结构参数变化对分离性能的影响进行了数值模拟分析。由于渐变螺旋形叶片的结构参数较多,且各参数间没有明显关系可以遵循,本文以CFD数值模拟结果为样本,利用BP神经网络对其进行非线性分析。分析结果表明,当涡发生器转速为2300rpm、转鼓内径为φ60mm时,渐变螺旋形叶片的最优参数组合为：高21.5mm、长170mm、出口导程角72°。对于结构参数较少的静止锥形机筒,则直接采用单因素分析法对CFD数值模拟结果进行分析,由此优选出的连续相出口直径和机筒长度取值分别为φ40mm和800mm。在最优结构参数下,轴向涡流分离器分离效率的CFD数值模拟值可达90%,且数值模拟值和BP神经网络预测值相吻合,最大误差仅有8.67%。在最优结构参数下,基于CFD数值模拟分析操作工艺参数对轴向涡流分离器分离性能的影响。分析结果表明,中心流率是调整分离器操作工艺参数的关键依据,当中心流率接近零值时,轴向涡流分离器的分离性能较好。与此同时,研究了轴向涡流分离器静止锥形机筒中流体的压力、切向速度和轴向速度分布规律。分析结果表明,静止锥形机筒中横截面上流体的压力呈中心低外环区高的分布规律,且不随机筒轴向位置的变化而变化。当中心流率小于零时,静止锥形机筒中心低压区的压力亦小于零。静止锥形机筒入口处流体切向速度分布完全符合固体涡的分布规律,随着距涡发生器出口距离的增加,近壁区切向速度受涡壁面耗散的影响而大幅度降低；当机筒锥角大于0.8。时,近壁区流体的切向速度呈抛物线分布,而远离壁面区流体的切向速度保持不变。涡发生器出口处流体的轴向速度分布规律与压力分布类似,中心低外环区高,最大轴向速度所在位置随距涡发生器出口距离的增加而逐渐向中心靠近。对比分析CFD数值模拟与设计理论模型对切向速度和轴向速度的计算结果发现,机筒任意截面73.56%以上的区域理论计算值和CFD数值模拟值相吻合,切向速度的主要误差出现在近壁区,而轴向速度的误差随距涡发生器出口距离的增加而增加。为尽量提高设计理论模型的预测精度,根据CFD数值模拟结果给出了机筒横截面上流体切向速度的估算公式,并对传统锥形机筒内流体的轴向速度经验公式进行了修正。在理论研究和CFD数值模拟分析的基础上,研制可视化室内实验系统、BIPTVAS-Ⅰ型室内实验样机和BIPTVAS-Ⅱ型工程样机,并进行了室内可视化实验、分离性能实验和油田现场应用试验。室内可视化实验表明,轴向涡流分离器内流体的涡运动为非对称的螺旋形轴向涡；室内可视化实验、分离性能实验表明影响分离性能的关键参数与中心流率的关系密切；室内分离性能实验结论与CFD数值模拟结果基本一致,平均误差仅为15%。中原油田现场应用试验与CFD数值模拟结果吻合性非常好,平均误差仅为2.46%。综合分析现场应用试验、室内分离性能实验、CFD数值模拟和BP神经网络的预测结果发现,待分离混合液的物性参数对分离性能具有较大影响,尤其是油水两相密度差和分散相油滴的粒径。利用本文的相关研究成果可以针对待分离混合液具体特性进行轴向涡流分离器的个性化设计；其成果为轴向涡流分离技术的工业化推广奠定了坚实的理论基础,同时为海油油田开发急需的内联紧凑型分离技术,提供了一种有效解决方案。
二、油田用水力旋流器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、油田用水力旋流器（论文提纲范文）
（1）切削液废水处理装置的设计与优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 切削液废水处理方法 |
| 1.3 旋流分离技术研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 减压蒸馏技术发展动态 |
| 1.4.1 研究现状 |
| 1.4.2 应用水平 |
| 1.5 研究意义和内容 |
| 2 装置工艺与组成 |
| 2.1 装置主要工艺 |
| 2.1.1 工业常用蒸发技术 |
| 2.1.2 装置工艺流程 |
| 2.2 装置组成部分及作用 |
| 2.2.1 水力旋流器 |
| 2.2.2 预热器 |
| 2.2.3 冷凝器 |
| 2.2.4 MVR降膜蒸发器 |
| 2.2.5 电加热蒸发器 |
| 2.2.6 汽液分离器 |
| 2.2.7 蒸汽压缩机 |
| 2.2.8 真空泵 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 主要设计与计算 |
| 3.1 设计条件 |
| 3.1.1 课题来源 |
| 3.1.2 物料组成 |
| 3.2 水力旋流器计算 |
| 3.2.1 主要参数 |
| 3.2.2 结构计算 |
| 3.3 装置蒸发部分设计 |
| 3.3.1 工艺参数 |
| 3.3.2 水分蒸发量 |
| 3.3.3 预热段 |
| 3.3.4 降膜蒸发器设计 |
| 3.3.5 电加热蒸发器设计 |
| 3.3.6 汽液分离器设计 |
| 3.3.7 装置接管设计 |
| 3.3.8 蒸汽压缩机计算 |
| 3.3.9 耗能计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 水力旋流器优化与模拟 |
| 4.1 常见旋流器原理和问题 |
| 4.2 旋流器结构优化 |
| 4.3 固液三相流场数值模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 竖直管内液体降膜蒸发模拟 |
| 5.1 降膜蒸发研究方法 |
| 5.1.1 理论研究 |
| 5.1.2 实验研究 |
| 5.1.3 数值模拟 |
| 5.2 降膜蒸发模拟理论基础 |
| 5.2.1 控制方程 |
| 5.2.2 重力单独作用数学模型 |
| 5.2.3 液膜流速和厚度的关系 |
| 5.3 单管内液体成膜蒸发模拟 |
| 5.3.1 物理模型建立及网格划分 |
| 5.3.2 液体成膜模拟 |
| 5.3.3 液膜蒸发模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（2）管式轴向入口旋流预脱水器的设计与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 油水分离技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 重力式分离技术与设备 |
| 1.2.2 超重力式分离技术与设备 |
| 1.2.3 组合式分离技术与设备 |
| 1.2.4 小结 |
| 1.3 液液静态水力旋流器的研究进展 |
| 1.3.1 水力旋流器的工作原理及其分类 |
| 1.3.2 水力旋流器在油田的分类应用研究情况 |
| 1.3.3 水力旋流器的工程放大设计研究 |
| 1.3.4 静态水力旋流器的研究方法及进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 管式轴向入口旋流预脱水器的初步设计研究 |
| 2.1 管式轴向入口旋流预脱水器主体结构设计 |
| 2.1.1 管式轴向入口旋流预脱水器主体结构设计方法 |
| 2.1.2 管式轴向入口旋流预脱水器主体结构设计 |
| 2.2 管式轴向入口旋流预脱水器静态起旋叶片设计 |
| 2.2.1 静态起旋叶片概述 |
| 2.2.2 静态起旋叶片设计 |
| 2.3 管式轴向入口旋流预脱水器入口形式设计 |
| 2.4 管式轴向入口旋流预脱水器叶片载体设计 |
| 2.5 室内样机与工程样机的初步结构设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 室内样机的数值模拟优化设计研究 |
| 3.1 CFD数值模拟方法的建立 |
| 3.1.1 三维建模及网格划分 |
| 3.1.2 Fluent数值模拟方法 |
| 3.1.3 网格独立性验证、计算时长的确定 |
| 3.1.4 数值模拟性能评价方法 |
| 3.1.5 设计方法可靠性验证 |
| 3.2 不同静态起旋叶片下旋流预脱水器的数值模拟研究 |
| 3.2.1 内部流场分析 |
| 3.2.2 截面分离(混合)程度分析 |
| 3.3 室内样机的全因素、多目标结构优化 |
| 3.3.1 响应曲面法(RSM)概述 |
| 3.3.2 CCD试验设计 |
| 3.3.3 试验结果数据分析 |
| 3.3.4 基于RSM的多目标优化设计 |
| 3.4 操作参数和物性参数对分离特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 管式轴向入口旋流预脱水器样机的室内实验研究 |
| 4.1 室内实验平台的设计搭建 |
| 4.1.1 室内实验工艺流程与实验方法 |
| 4.1.2 性能评价指标 |
| 4.2 室内实验测试分析方法 |
| 4.2.1 含油浓度测量方法与仪器 |
| 4.2.2 样品萃取方法 |
| 4.2.3 油滴粒径测量方法 |
| 4.3 不同静态起旋叶片分离性能的验证分析 |
| 4.3.1 油滴粒径分析 |
| 4.3.2 压降(比)对比分析 |
| 4.3.3 分离性能对比分析 |
| 4.3.4 性能崩溃点分析 |
| 4.3.5 工况可操作区间对比分析 |
| 4.4 两种不同入口旋流器分离性能对比研究 |
| 4.4.1 两种不同入口旋流器结构参数描述 |
| 4.4.2 油滴粒径分析 |
| 4.4.3 分流比对分离性能的影响 |
| 4.4.4 分流比对压降的影响 |
| 4.5 操作参数和物性参数对分离性能的影响 |
| 4.5.1 操作参数对分离性能的影响 |
| 4.5.2 物性参数对分离性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 管式轴向入口旋流预脱水器工程样机设计研究 |
| 5.1 管式轴向入口旋流预脱水器工程样机工艺流程设计 |
| 5.2 管式轴向入口旋流预脱水器单体理论结构设计 |
| 5.2.1 管式轴向入口旋流预脱水器单体理论结构设计 |
| 5.2.2 管式轴向入口旋流预脱水器单体优化设计 |
| 5.3 管式轴向入口旋流预脱水器单体相似放大设计 |
| 5.3.1 相似理论概述 |
| 5.3.2 管式轴向入口旋流预脱水器相似放大方法 |
| 5.3.3 两种管式轴向入口旋流预脱水器相似放大设计 |
| 5.4 两种设计方法对比和工程样机方案确定 |
| 5.4.1 两种设计方法的分离性能分析对比 |
| 5.4.2 工程样机单体设计方案确定 |
| 5.5 工程样机系统总体设计 |
| 5.5.1 罐体封头等结构设计 |
| 5.5.2 工程样机多体并联设计 |
| 5.5.3 撬装结构设计与造型 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
（3）基于水力旋流器的煤泥超细分级机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 课题的提出 |
| 1.4 研究内容和方法 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 水力旋流器概述 |
| 2.2 水力旋流器结构参数 |
| 2.3 水力旋流器分类与应用 |
| 2.4 水力旋流器性能指标评定 |
| 2.5 水力旋流器研究现状 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 水力旋流器内流体运动特征与颗粒运动规律的研究 |
| 3.1 水力旋流器内流体运动特征研究 |
| 3.2 水力旋流器内颗粒运动规律研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 Krebs水力旋流器煤泥超细分级试验研究 |
| 4.1 水力旋流器试验系统 |
| 4.2 煤源与煤质分析 |
| 4.3 试验设计 |
| 4.4 试验与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Krebs水力旋流器模拟研究 |
| 5.1 Krebs水力旋流器的模型化 |
| 5.2 初始条件与边界条件的设定 |
| 5.3 模拟与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 影响水力旋流器分级性能的因素研究 |
| 6.1 水力旋流器流场分析 |
| 6.2 结构因素对水力旋流器分级性能的影响 |
| 6.3 操作因素对水力旋流器分级性能的影响 |
| 6.4 物料因素对水力旋流器分级性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 煤泥超细分级机理研究 |
| 7.1 水力旋流器的分离粒度研究 |
| 7.2 新型水力旋流器研究 |
| 7.3 煤泥超细分级模拟结果对比与分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）单级轴向入口油水旋流分离器结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水力旋流器发展概况 |
| 1.3 轴流导叶式水力旋流器概述 |
| 1.3.1 轴流导叶式旋流器整体结构研究进展 |
| 1.3.2 轴流导叶式旋流器导流叶片研究进展 |
| 1.4 数值模拟研究进展 |
| 1.5 主要研究内容及方法 |
| 第2章 水力旋流器理论分析 |
| 2.1 轴流导叶式旋流器简介 |
| 2.2 主要性能指标 |
| 2.2.1 处理量 |
| 2.2.2 分流比 |
| 2.2.3 压力降 |
| 2.2.4 分离效率 |
| 2.3 流体控制方程 |
| 2.3.1 流体流动基本方程 |
| 2.3.2 湍流模型 |
| 第3章 轴流导叶式水力旋流器结构参数及三维模型 |
| 3.1 主要操作参数 |
| 3.2 基本结构参数 |
| 3.2.1 旋流器腔体与稳流锥结构参数 |
| 3.2.2 导流部件结构参数 |
| 3.3 三维模型的建立 |
| 第4章 轴流导叶式水力旋流器数值模拟 |
| 4.1 网格划分 |
| 4.2 数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 油相体积分数分布规律 |
| 4.2.2 速度分布规律 |
| 4.2.3 压力分布规律 |
| 第5章 轴流导叶式水力旋流器优化研究 |
| 5.1 稳流锥角的选择 |
| 5.2 叶片数量n的选择 |
| 5.3 叶片包角δ的选择 |
| 5.4 旋流腔长度l的选择 |
| 5.5 锥段锥角θ的选择 |
| 5.6 轴流导叶式水力旋流器最佳结构及分析验证 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）水力旋流器应用的现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 1 水力旋流器简介 |
| 1.1 水力旋流器的结构 |
| 1.2 水力旋流器的工作原理 |
| 2 分离用水力旋流器的应用现状 |
| 2.1 固-液分离用水力旋流器 |
| 2.2 液-液分离用水力旋流器 |
| 2.3 气-液分离用水力旋流器 |
| 3 旋流反应器的发展现状 |
| 4 结束语 |
（6）基于流场特性的水力旋流器参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstact |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 水力旋流器概述 |
| 1.2 水力旋流器内部流场研究进展 |
| 1.2.1 速度分布的研究进展 |
| 1.2.2 空气柱和短路流的研究进展 |
| 1.2.3 湍流的研究进展 |
| 1.2.4 水力旋流器内颗粒运动行为研究 |
| 1.3 主要参数对水力旋流器性能的影响研究 |
| 1.3.1 物料性质及操作参数的影响 |
| 1.3.2 结构参数的影响 |
| 1.4 水力旋流器的选型 |
| 1.4.1 基于理论和经验模型进行选型 |
| 1.4.2 基于数值试验结果进行选型 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 水力旋流器数值试验模型的建立及可靠性分析 |
| 2.1 计算模型 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 清水相模型的选择 |
| 2.1.3 气相模型的选择 |
| 2.1.4 颗粒相模型的选择 |
| 2.1.5 模拟策略 |
| 2.2 计算域的建立及网格划分 |
| 2.2.1 试验用水力旋流器 |
| 2.2.2 工业用水力旋流器 |
| 2.3 初始条件和边界条件的设定 |
| 2.3.1 Φ50 mm水力旋流器的边界条件 |
| 2.3.2 Φ660 mm水力旋流器的边界条件 |
| 2.4 模型可靠性分析 |
| 2.4.1 Φ50 mm水力旋流器内流场速度分布 |
| 2.4.2 Φ660mm水力旋流器的分级效率 |
| 第3章 水力旋流器内流场特性及颗粒分布特性研究 |
| 3.1 流场特性研究 |
| 3.1.1 速度分布特性研究 |
| 3.1.2 压强分布特性研究 |
| 3.1.3 湍流强度分布特性研究 |
| 3.2 颗粒分布特性研究 |
| 3.2.1 同一给料粒度条件下不同粒度颗粒分布特性 |
| 3.2.2 给料粒度对颗粒分布特性的影响 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 基于流场稳定的水力旋流器参数优化研究 |
| 4.1 给料流量对流场稳定性的影响 |
| 4.1.1 给料流量对空气柱的影响 |
| 4.1.2 给料流量对湍流强度分布的影响 |
| 4.1.3 给料流量对切向速度分布的影响 |
| 4.1.4 给料流量对轴向速度分布的影响 |
| 4.1.5 给料流量对压降的影响 |
| 4.1.6 给料流量对分级效率的影响 |
| 4.2 入料口直径对流场稳定性的影响 |
| 4.2.1 入料口直径对空气柱的影响 |
| 4.2.2 入料口直径对湍流强度分布的影响 |
| 4.2.3 入料口直径对切向速度分布的影响 |
| 4.2.4 入料口直径对轴向速度分布的影响 |
| 4.2.5 入料口直径对压降的影响 |
| 4.2.6 入料口直径对分级效率的影响 |
| 4.3 溢流口直径对流场稳定性的影响 |
| 4.3.1 溢流口直径对空气柱的影响 |
| 4.3.2 溢流口直径对湍流强度分布的影响 |
| 4.3.3 溢流口直径对切向速度分布的影响 |
| 4.3.4 溢流口直径对轴向速度分布的影响 |
| 4.3.5 溢流口直径对压降的影响 |
| 4.3.6 溢流口直径对分级效率的影响 |
| 4.4 溢流管插入深度对流场稳定性的影响 |
| 4.4.1 溢流管插入深度对空气柱的影响 |
| 4.4.2 溢流管插入深度对湍流强度分布的影响 |
| 4.4.3 溢流管插入深度对切向速度分布的影响 |
| 4.4.4 溢流管插入深度对轴向速度分布的影响 |
| 4.4.5 溢流管插入深度对压降的影响 |
| 4.4.6 溢流管插入深度对分级效率的影响 |
| 4.5 沉砂口直径对流场稳定性的影响 |
| 4.5.1 沉砂口直径对空气柱的影响 |
| 4.5.2 沉砂口直径对湍流强度分布的影响 |
| 4.5.3 沉砂口直径对切向速度分布的影响 |
| 4.5.4 沉砂口直径对轴向速度分布的影响 |
| 4.5.5 沉砂口直径对压降的影响 |
| 4.5.6 沉砂口直径对分级效率的影响 |
| 4.6 锥角对流场稳定性的影响 |
| 4.6.1 锥角对空气柱的影响 |
| 4.6.2 锥角对湍流强度分布的影响 |
| 4.6.3 锥角对切向速度分布的影响 |
| 4.6.4 锥角对轴向速度分布的影响 |
| 4.6.5 锥角对压降的影响 |
| 4.6.6 锥角对分级效率的影响 |
| 4.7 单入料口与对称双入料口对比 |
| 4.7.1 对称双入料口对空气柱的影响 |
| 4.7.2 对称双入料口对湍流强度分布的影响 |
| 4.7.3 对称双入料口对切向速度分布的影响 |
| 4.7.4 对称双入料口对轴向速度分布的影响 |
| 4.7.5 对称双入料口对压降的影响 |
| 4.7.6 对称双入料口对分级效率的影响 |
| 4.8 小结 |
| 第5章 基于给料粒度的水力旋流器参数优化研究 |
| 5.1 适宜旋流器给料流量与给料粒度的关系 |
| 5.1.1 给料流量与给料中值粒度协同作用下的分级性能 |
| 5.1.2 给料流量与给料中值粒度协同作用下的颗粒平衡回转半径 |
| 5.1.3 给料流量与给料中值粒度协同作用下的内部流场特性 |
| 5.2 适宜溢流口直径与给料粒度的关系 |
| 5.2.1 溢流口直径与给料中值粒度协同作用下的分级性能 |
| 5.2.2 溢流口直径与给料中值粒度协同作用下的颗粒平衡回转半径 |
| 5.2.3 溢流口直径与给料中值粒度协同作用下的内部流场特性 |
| 5.3 适宜沉砂口直径与给料粒度的关系 |
| 5.3.1 沉砂口直径和给料中值粒度协同作用下的分级性能 |
| 5.3.2 沉砂口直径和给料中值粒度协同作用下的颗粒平衡回转半径 |
| 5.3.3 沉砂口直径和给料中值粒度协同作用下的内部流场特性 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于数值试验的水力旋流器结构设计及应用效果 |
| 6.1 曲率半径对相切圆入料通道旋流器的影响 |
| 6.1.1 相切圆入料通道旋流器计算域的建立 |
| 6.1.2 入料通道曲率半径对空气柱直径的影响 |
| 6.1.3 入料通道曲率半径对速度分布的影响 |
| 6.1.4 入料通道曲率半径对压强分布的影响 |
| 6.1.5 入料通道曲率半径对湍流强度的影响 |
| 6.1.6 入料通道曲率半径对分级性能的影响 |
| 6.1.7 入料通道曲率半径对固体体积分数分布的影响 |
| 6.2 基于数值试验的工业水力旋流器结构参数优化 |
| 6.2.1 新型水力旋流器设计方案 |
| 6.2.2 新型工业型水力旋流器的应用效果 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间取得的学术成果 |
（7）流花油田FPSO生产水处理方法及效率评价技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 生产水处理技术的研究现状 |
| 1.2.2 水力旋流器的研究进展 |
| 1.2.3 水力旋流器内油滴动力学研究现状 |
| 1.2.4 微孔管气泡生成研究现状 |
| 1.2.5 气浮选撇油装置研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容与技术线路 |
| 1.3.1 本文的研究内容 |
| 1.3.2 本文的技术路线 |
| 1.4 本文的创新点 |
| 第2章 流花油田生产水处理工艺与流体特性 |
| 2.1 流花油田FPSO现状 |
| 2.1.1 流花油田的工艺流程 |
| 2.1.2 流花油田流体物性 |
| 2.1.3 主要设备参数 |
| 2.1.4 现场实验分析 |
| 2.2 油包水型乳状液黏度实验分析及模型建立 |
| 2.2.1 现有油包水型乳状液黏度预测模型 |
| 2.2.2 油包水型乳状液的配制 |
| 2.2.3 影响因素分析 |
| 2.2.4 黏度预测模型的建立与评价 |
| 2.3 水包油型乳状液黏度实验分析及模型建立 |
| 2.3.1 现有水包油型乳状液黏度预测模型 |
| 2.3.2 水包油型乳状液的配制 |
| 2.3.3 影响因素分析 |
| 2.3.4 黏度预测模型的建立与评价 |
| 2.4 水包油乳状液微观特性分析实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 水力旋流器中油水两相分离模型 |
| 3.1 水力旋流器油水两相分离理论计算模型 |
| 3.1.1 水力旋流器内的流动模式 |
| 3.1.2 水力旋流器的径向受力分析 |
| 3.1.3 水力旋流器的分离效率理论模型的建立 |
| 3.1.4 水力旋流器的分离效率理论模型的评价 |
| 3.2 水力旋流器油水两相分离数值计算模型 |
| 3.2.1 数值计算模型 |
| 3.2.2 数值求解方法 |
| 3.2.3 网格无关性验证 |
| 3.2.4 结果验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 水力旋流器中油滴分离模型 |
| 4.1 水力旋流器中油滴的动力学模型 |
| 4.1.1 群体平衡模型 |
| 4.1.2 现有的破裂模型 |
| 4.1.3 现有的聚并模型 |
| 4.1.4 数值求解方法 |
| 4.2 水力旋流器中油滴的变形与破裂 |
| 4.2.1 油滴的变形 |
| 4.2.2 油滴的破裂 |
| 4.3 水力旋流器中油滴间的聚并 |
| 4.3.1 油滴间的碰撞频率 |
| 4.3.2 油滴间的聚并效率 |
| 4.4 模型评价与校核 |
| 4.4.1 破裂模型的校核 |
| 4.4.2 整体模型的校核 |
| 4.5 水力旋流器内流场特性 |
| 4.5.1 速度场 |
| 4.5.2 压力场 |
| 4.5.3 湍流场 |
| 4.5.4 浓度场 |
| 4.5.5 油滴粒径分布 |
| 4.6 水力旋流器分离效率影响因素分析 |
| 4.6.1 入口流量的影响 |
| 4.6.2 分流比的影响 |
| 4.6.3 入口含油率和油滴粒径的影响 |
| 4.6.4 入口形状的影响 |
| 4.6.5 溢流口直径和柱段长度的影响 |
| 4.6.6 锥角角度的影响 |
| 4.6.7 尾管段直径和长度的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 微孔管气泡生成理论模型 |
| 5.1 气泡生成的物理模型 |
| 5.2 气泡生成的数学模型 |
| 5.2.1 受力分析 |
| 5.2.2 脱离准则 |
| 5.3 模型验证 |
| 5.4 气泡生成尺寸的影响因素分析 |
| 5.4.1 液流运动方向的影响 |
| 5.4.2 小孔孔径与液体黏度的影响 |
| 5.4.3 压差与气液比的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 气浮撇油罐除油分析模型 |
| 6.1 数值计算模型的建立 |
| 6.1.1 控制方程 |
| 6.1.2 湍流模型 |
| 6.2 气泡与油滴的相互作用 |
| 6.2.1 油滴与气泡的碰撞作用 |
| 6.2.2 油滴与气泡的黏附作用 |
| 6.2.3 油滴与气泡的脱附作用 |
| 6.2.4 扩散作用 |
| 6.3 数值求解方法与网格划分 |
| 6.3.1 数值求解方法 |
| 6.3.2 网格无关性验证 |
| 6.4 结果讨论 |
| 6.4.1 碰撞模型的比较与验证 |
| 6.4.2 气泡粒径分布特点 |
| 6.5 气浮撇油罐分离效率影响因素的分析 |
| 6.5.1 温度的影响 |
| 6.5.2 气泡粒径与充气量的影响 |
| 6.5.3 油滴粒径与油滴浓度的影响 |
| 6.5.4 回流比的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 流花油田FPSO生产水处理效率评价 |
| 7.1 现有生产水处理系统的处理能力的评价 |
| 7.2 现有生产水处理系统的最大处理能力的评价 |
| 7.2.1 现有生产水处理系统的最优操作参数 |
| 7.2.2 现有生产水处理系统的最大处理能力 |
| 7.3 现有生产水处理系统的改进 |
| 7.3.1 水力旋流器的改进 |
| 7.3.2 气浮撇油罐的改进 |
| 7.3.3 改进后的生产水处理系统的处理能力的评价 |
| 7.4 流花油田生产水处理系统运行与维护 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 所发表的学术论文 |
| 软件着作权与专利 |
| 参与的科研项目 |
| 获奖情况 |
（8）BIPTVAS-Ⅱ型轴向涡流分离器工程样机及其在流花11-1油田的现场试验（论文提纲范文）
| 1 BIPTVAS-II型轴向涡流分离器工程样机结构及工作原理 |
| 2 现场试验 |
| 2.1 正交试验 |
| 2.2 单因素试验 |
| 2.2.1 转速对分离性能的影响 |
| 2.2.2 处理量对分离性能的影响 |
| 2.2.3 分流比对分离性能的影响 |
| 2.3 稳定运行试验 |
| 2.4 应用前景分析 |
| 3 结论 |
（9）油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 常规切向入口水力旋流器的研究与应用 |
| 1.2.1 油水分离用切向入口水力旋流器的起源及常见结构 |
| 1.2.2 围绕油水分离用切向入口水力旋流器开展的数值模拟研究 |
| 1.2.3 围绕油水分离用切向水力旋流器展开的实验研究 |
| 1.2.4 围绕油水分离用切向入口水力旋流器的改进研究 |
| 1.3 轴向入口水力旋流器的研究与应用 |
| 1.3.1 螺旋叶片式轴向入口水力旋流器 |
| 1.3.2 Delft理工大学研发的轴向入口水力旋流器 |
| 1.3.3 FMC Technologies公司轴向入口水力旋流器—内联脱水器 |
| 1.3.4 ASCOM公司的轴向入口水力旋流器 |
| 1.3.5 Veolia水务公司的轴向入口水力旋流器 |
| 1.3.6 ESI公司的轴向入口水力旋流器 |
| 1.3.7 国内有关轴向入口水力旋流器的研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 轴向入口水力旋流器的结构设计研究 |
| 2.1 切向入口水力旋流器的结构设计及分离性能评价 |
| 2.1.1 切向入口水力旋流器的结构设计 |
| 2.1.2 切向入口水力旋流器的分离性能评价指标 |
| 2.2 轴向入口水力旋流器的结构设计 |
| 2.3 结构设计的可行性验证 |
| 2.3.1 轴向入口水力旋流器的结构介绍 |
| 2.3.2 轴向入口水力旋流器结构尺寸设计 |
| 2.3.3 计算模型的确定 |
| 2.3.4 网格独立性验证 |
| 2.3.5 内部流场分布 |
| 2.4 正交数值实验 |
| 2.4.1 方案设计 |
| 2.4.2 正交试验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 轴向入口水力旋流器工程样机的设计与数值模拟 |
| 3.1 轴向入口水力旋流器工程样机的结构介绍及参数确定 |
| 3.1.1 结构介绍 |
| 3.1.2 结构参数的确定 |
| 3.2 轴向入口水力旋流器工程样机内部流场分析 |
| 3.2.1 计算模型介绍 |
| 3.2.2 内部流场分析 |
| 3.3 不同结构参数对轴向入口水力旋流器分离性能的影响 |
| 3.3.1 排油管直径对分离性能的影响 |
| 3.3.2 大锥角对分离性能的影响 |
| 3.3.3 小锥角对分离性能的影响 |
| 3.3.4 起旋元件相关参数对分离性能的影响 |
| 3.3.5 单因素数值试验结果汇总 |
| 3.4 不同操作参数对轴向入口水力旋流器分离性能的影响 |
| 3.4.1 内部流场分析 |
| 3.4.2 处理量对分离性能的影响 |
| 3.4.3 分流比对分离性能的影响 |
| 3.4.4 油滴粒径对分离性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 轴向入口水力旋流器工程样机的结构优化 |
| 4.1 响应曲面法(RSM)的基本介绍 |
| 4.1.1 基本思想 |
| 4.1.2 中心组合设计和Box-Behnken设计 |
| 4.1.3 响应曲面法的应用 |
| 4.2 响应曲面法试验安排 |
| 4.3 响应曲面法试验结果分析 |
| 4.3.1 数据分析 |
| 4.3.2 数据点分布图分析 |
| 4.3.3 等高线及三维响应曲面图分析 |
| 4.4 响应曲面法优化分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 轴向入口水力旋流器室内试验研究 |
| 5.1 室内试验装置及流程 |
| 5.1.1 室内试验系统简介 |
| 5.1.2 试验样机尺寸及配套设备选型 |
| 5.2 油水混合液的模拟配制 |
| 5.2.1 配制方案探讨 |
| 5.2.2 配制方案的确定 |
| 5.3 实验测量方法、仪器及药品 |
| 5.4 轴向入口水力旋流器分离性能试验 |
| 5.4.1 处理量对分离性能的影响 |
| 5.4.2 分流比对分离性能的影响 |
| 5.4.3 出水口背压对分离性能的影响 |
| 5.4.4 室内试验样机的改进 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
（10）轴向涡流分离器的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 油田水处理面临的挑战 |
| 1.2 内联紧凑型分离技术 |
| 1.2.1 内联紧凑型分离技术中常见的涡运动 |
| 1.2.2 静态旋流分离技术 |
| 1.2.3 动态旋流分离技术 |
| 1.3 轴向涡流分离技术 |
| 1.3.1 旋流分离技术概述 |
| 1.3.2 轴向涡流分离技术的发展状况及存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 第二章 轴向涡流分离器设计理论模型的建立 |
| 2.1 概念性设计与基本假设 |
| 2.1.1 总体结构的概念性设计 |
| 2.1.2 理论分析中的基本假设 |
| 2.2 涡发生器结构分析 |
| 2.2.1 轴向涡发生器结构优选 |
| 2.2.2 分离死区及避免措施 |
| 2.2.3 中心中空区流体的轴向速度分析 |
| 2.3 静止分离机筒形状初步分析 |
| 2.3.1 涡流中分散相油滴所受的力 |
| 2.3.2 静止分离机筒内涡耗散过程分析 |
| 2.3.3 机筒内流体的速度分析 |
| 2.4 分离效率的计算 |
| 2.4.1 分散相滴的运移机理 |
| 2.4.2 不同油滴粒径的分散相分离效率 |
| 2.5 初步结构设计 |
| 2.5.1 总体结构设计 |
| 2.5.2 渐变螺旋形叶片的结构设计 |
| 2.5.3 静止分离机筒的结构设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于神经网络的涡发生器关键结构参数优选 |
| 3.1 方案设计 |
| 3.2 数值模拟 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 控制方程及计算模型的选择 |
| 3.2.3 边界条件设置和网格独立性验证 |
| 3.3 基于BP神经网络的模拟结论分析 |
| 3.3.1 BP神经网络的原理 |
| 3.3.2 Matlab神经网络工具箱 |
| 3.3.3 BP神经网络模型的建立 |
| 3.3.4 模拟结论分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 静止锥形机筒结构参数优选及内部流场分析 |
| 4.1 机筒关键结构参数分析 |
| 4.1.1 分析方案 |
| 4.1.2 机筒出口直径优选 |
| 4.1.3 机筒长度优选 |
| 4.2 机筒内流场分析与速度的理论计算公式修正 |
| 4.2.1 流体的压力分析 |
| 4.2.2 流体的切向速度分析 |
| 4.2.3 流体的切向速度公式修正 |
| 4.2.4 流体的轴向速度分析 |
| 4.2.5 轴向速度经验公式修正 |
| 4.3 油滴粒径对分离效率的影响 |
| 4.4 关键操作工艺参数对分离效率的影响 |
| 4.4.1 中心流率对分离效率的影响 |
| 4.4.2 分流比对分离效率的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 轴向涡流分离器室内实验研究 |
| 5.1 实验系统 |
| 5.1.1 可视化实验装置 |
| 5.1.2 BIPTVAS-Ⅰ型轴向涡流分离器实验样机 |
| 5.1.3 含油污水的配制 |
| 5.1.4 计量方法 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 室内可视化实验研究 |
| 5.3.2 分离性能室内实验 |
| 5.3.3 涡发生器类型和机筒长径比的对比实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 轴向涡流分离器现场试验研究 |
| 6.1 中原油田现场试验 |
| 6.1.1 试验环境简介 |
| 6.1.2 试验方案设计 |
| 6.1.3 试验结论分析 |
| 6.2 秦皇岛32-6(QHD32-6)油田现场试验 |
| 6.2.1 QHD32-6油田简介 |
| 6.2.2 试验方案设计 |
| 6.2.3 正交试验数据分析 |
| 6.2.4 单因素试验 |
| 6.2.5 连续运行试验 |
| 6.3 流花11-1(LH11-1)现场试验 |
| 6.3.1 LH11-1油田简介 |
| 6.3.2 正交试验及结论分析 |
| 6.3.3 单因素试验 |
| 6.3.4 连续运行试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
四、油田用水力旋流器（论文参考文献）
- [1]切削液废水处理装置的设计与优化研究[D]. 刘坤. 青岛科技大学, 2021(01)
- [2]管式轴向入口旋流预脱水器的设计与实验研究[D]. 白春禄. 北京石油化工学院, 2020(06)
- [3]基于水力旋流器的煤泥超细分级机理研究[D]. 张军. 中国矿业大学, 2019(01)
- [4]单级轴向入口油水旋流分离器结构优化研究[D]. 杨德成. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [5]水力旋流器应用的现状及发展趋势[J]. 肖学. 化工设备与管道, 2018(03)
- [6]基于流场特性的水力旋流器参数优化研究[D]. 张彩娥. 东北大学, 2017(01)
- [7]流花油田FPSO生产水处理方法及效率评价技术研究[D]. 黄茜. 西南石油大学, 2017(05)
- [8]BIPTVAS-Ⅱ型轴向涡流分离器工程样机及其在流花11-1油田的现场试验[J]. 姬宜朋,陈家庆,蔡小磊,李平,王春升,尚超,张明. 中国海上油气, 2016(01)
- [9]油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究[D]. 熊思. 北京石油化工学院, 2015(06)
- [10]轴向涡流分离器的理论与实验研究[D]. 姬宜朋. 北京化工大学, 2015(08)