崔少平，曹 禺，梁斌智

（1.西安石油大学机械工程学院，陕西 西安 710065；2.西安石油大学石油工程学院，陕西 西安 710065）

可调式超音速分离器旋流段的研究分析

崔少平1，曹 禺2，梁斌智1

（1.西安石油大学机械工程学院，陕西 西安 710065；2.西安石油大学石油工程学院，陕西 西安 710065）

超音速分离器一种高效、节能、低成本的新型天然气脱水净化装置，该技术是基于天然气在拉瓦尔喷管内绝热膨胀降温，然后经分离翼旋流，以分离天然气中的气相水和重烃组分。分离翼是分离器的关键部位，其在旋流段的位置会对分离器内部流场产生重要影响。本文提出一种新的可调式旋流管设计，并利用数值模拟软件（FLUENT）模拟分离器内部的流动，对比3种不同位置分离器对超音速分离器内压力、温度、速度的影响，以便优化分离器设计，提高分离效率。

分离翼位置；数值模拟；流场特性

1 超音速分离器的原理

超音速气液分离器（图1）由拉瓦尔喷管、稳流管、含分离翼的旋流管、分离管和扩压管等构件组成。气流经过拉瓦尔喷管绝热膨胀到超音速，依据热力学定律，气体的压力和温度在该段内急剧下降。低温使天然气中的水分和重烃凝结，形成气液混合物流，流经带有分离翼的旋流管，形成高速旋转气流。液滴甩向管壁，从分离管下端排出，干气流进扩压管，将高速低压气流变为低速高压气流，实现气液分离。

图1 组合可调式超音速气液分离器的结构剖面图Fg.1 Structure profile of assembled adjustable supersonic gas-liquid separator

2 旋流段的设计

为了研究不同位置分离翼对分离器内部流场特性的影响，设计了一种可调式旋流管（图2），沿轴线方向前后设计5个位置的螺纹孔。……