基于幂律流变模式的旋流器分离性能数值模拟

李枫¹，王志杰¹，王羕²，王维克³，赵立新¹

1. 东北石油大学机械科学与工程学院2. 大庆油田有限责任公司采油工程研究院3. 大庆油田有限责任公司第三采油厂工程技术大队

摘 要：对不同聚合物质量浓度水溶液的流变参数进行测试,采用幂律流体流变模式对数据进行回归分析,得到了各质量浓度下的本构方程。基于该幂律黏度模型对旋流器内连续相流场进行了计算,并采用离散相模型(DPM)对油滴运动轨迹及分离效率进行求解。聚合物质量浓度从0～5 000 mg/L过程中,模拟结果表明:受剪切作用介质黏度在旋流器内降幅较大,切向速度均值降幅8%,推动油滴向中心运移的压力梯度力减小;分离效率从96.70%下降到59.04%,油滴轴向向下运移距离的最大点呈现下移的趋势,在旋流器内最大停留时间增加。

关键词：旋流器;幂律模式;黏度;数值模拟;粒子轨迹;