用于油罐防沉降的射流搅拌系统研究

• 作 者: 王小鹏
• 机 构: 山东大学
• 出 处: 山东大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 工业油罐 油泥 射流 搅拌 数值模拟

针对石油储备用大型工业油罐的特点,为防止或降低罐内油泥的沉积,提高原油及储罐的利用率,本文提出了一套射流搅拌系统,通过一个旋转的射流搅拌器喷出同种介质的原油带动罐内液体运动,有效地防止油泥的生成。论文对工业油罐内射流搅拌系统进行了设计,并对射流搅拌器内外流场进行了数值模拟。首先,针对油泥沉降规律,设计了一套防止沉降的射流搅拌系统,对该系统的组成、工作原理等进行了研究,并采用奇点分布法对其重要部件——轴流叶轮进行了设计,给出了主要计算过程。其次,建立了射流搅拌器的实体模型及其外部流场的实体模型,先对射流主体运动进行了模拟,研究了不同喷嘴直径、不同喷射速度以及不同罐体直径时的流场情况,得到其速度衰减的规律;在此基础之上,对一边旋转一边喷射的流场进行了模拟,研究了射流搅拌器旋转速度对于射流主体段的影响规律。再次,将设计的叶片翼型的直角坐标导入到三维实体软件CAXA中,运用其放样功能完成了叶片的实体建模,再根据已有的其他结构的数据完成了整个射流搅拌器本体的内部流场的实体建模。通过对射流搅拌器本体内部流场的数值模拟,研究了不同叶轮转速下和不同入口流量下轴流叶轮叶片的压力分布和速度分布规律,以及喷嘴内部的压力分布和速度分布规律。最后,针对射流搅拌器本体内部流场的数值模拟结果,通过一系列后处理手段,对其整体的水力性能进行了预测。