[发明专利]一种高效制成旋流气浮罐及稳流桶结构模型的方法

说明书

本发明公开了一种高效制成旋流气浮罐及稳流桶结构模型的方法，包括如下步骤：步骤1：根据设计参数，计算旋流气浮罐的直径；步骤2：计算稳流桶的直径和高度，以及稳流桶在所述旋流气浮罐中的安装位置；步骤3：建立旋流气浮罐和稳流桶的三维模型，对所述三维模型进行CFD仿真计算，得到仿真结果；步骤4：利用所述仿真结果，判断所述除油效率是否达到设计要求。本发明的方法，结合理论分析计算、经验公式和CFD仿真软件仿真分析调整，高效地设计出除油效率高的旋流气浮罐及稳流桶结构模型，大幅度缩短了设计周期、减小实验验证的次数，有效的降低了科研成本，具有很高的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种高效制成旋流气浮罐及稳流桶结构模型的方法，尤其涉及一种利用三维模型仿真计算并不断修正三维模型的旋流气浮罐及稳流桶结构模型的方法。

背景技术

随着我国经济快速的发展，能源的消耗量越来越大，陆地石油资源已经面临严重的短缺，不仅影响着工业的发展，甚至对人类的日常生活也有深远的影响。资源数量巨大的海洋，也将面临着不断地开发，但是由于各种技术的发展滞后和管理不尽完善等原因使得大量的油品进入水体，形成了巨大的污染，因此含油废水的处理，在国内外都引起了高度的重视。

高效多功能一体化的油田采油废水治理设备已成为研究热点，并开发了一些多功能一体化的高效废水处理设备，如水力旋流器、各种组合式高效油水分离器等，废水处理设备在结构上有较大改进，在提高各构筑物的处理效能方面有了较大的发展。

在旋流气浮器的设计过程中，稳流桶及罐体的本身设计过程大多为经验公式，但罐体本身的结构尺寸和稳流桶结构尺寸和安装位置决定了旋流气浮器对含油废水的去除效果，经验公式设计周期长，实验次数多，科研成本高，因而迫切的需要一种高效制成旋流气浮罐及稳流桶结构模型的方法，并为其提供必要的技术支持。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种高效制成旋流气浮罐及稳流桶结构模型的方法，该方法可高效设计出合理可行的旋流气浮罐及稳流桶结构模型，大幅度缩短了设计周期、减小实验验证的次数，有效的降低了科研成本，具有很高的实用价值。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种高效制成旋流气浮罐及稳流桶结构模型的方法，包括如下步骤：

步骤1：根据设计参数，计算旋流气浮罐的直径；设计参数包括处理量、水力停留时间、设计压力以及设计的除油效率等条件。

步骤2：根据设计参数以及旋流气浮罐的直径，计算稳流桶的直径和高度，以及稳流桶在所述旋流气浮罐中的安装位置；旋流气浮罐和稳流桶的结构尺寸用于确定旋流气浮过程中旋流流体的通道范围，以及仿真分析过程中所用的三维模型结构。

步骤3：建立旋流气浮罐和稳流桶的三维模型，对所述三维模型进行CFD仿真计算，得到仿真结果，所述仿真结果包括出油口出油质量分数、除油效率以及油相分布云图。

步骤4：利用所述仿真结果，判断所述除油效率是否达到设计要求；设计要求主要是指设计的除油效率是否达到设计要求所规定的除油效率，若小于所规定的除油效率，需重新调整计算。

若没达到设计要求，则对旋流气浮罐和稳流桶的结构尺寸进行调整改进，并返回步骤3；对结构尺寸进行调整，主要是根据出油效率以及油相分布云图，对旋流气浮罐和稳流桶的形状和结构尺寸进行调整。

若达到设计要求，则此结构尺寸的旋流气浮罐和稳流桶为设计合理结构。

进一步的是，所述旋流气浮罐的直径是通过分散颗粒上浮速度的理论分析计算得出。

进一步的是，所述稳流桶的直径是通过经验公式计算得出，稳流桶的直径一般为罐体高度的一半。