油-氣-水三相分離器的設(shè)計(jì)【重力式油氣水三相分離器】【臥式】,重力式油氣水三相分離器,臥式,油-氣-水三相分離器的設(shè)計(jì)【重力式油氣水三相分離器】【臥式】,三相,分離器,設(shè)計(jì),重力,油氣 LOGO學(xué)生姓名：莊鑫學(xué)生姓名：莊鑫指導(dǎo)教師：張慢來(lái)指導(dǎo)教師：張慢來(lái)油氣水三相分離器油氣水三相分離器的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)Company Logou1、綜合運(yùn)用壓力容器課程的理論知識(shí)去分析解決分離器的、綜合運(yùn)用壓力容器課程的理論知識(shí)去分析解決分離器的設(shè)計(jì)問(wèn)題。設(shè)計(jì)問(wèn)題。u2、掌握模具分離器設(shè)計(jì)的一般方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思維、掌握模具分離器設(shè)計(jì)的一般方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思維以及分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。以及分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。u3、利用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并于利用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并于CAD平臺(tái)平臺(tái)繪制總裝配圖與零件圖。繪制總裝配圖與零件圖。u4、學(xué)習(xí)分析軟件學(xué)習(xí)分析軟件ANSYS的應(yīng)用，掌握對(duì)物體應(yīng)力分析的的應(yīng)用，掌握對(duì)物體應(yīng)力分析的步驟。步驟。一、一、研研究的目的和意究的目的和意義Company Logou1、分離過(guò)程的分析；、分離過(guò)程的分析；u2、分離器尺寸的分析與選擇；、分離器尺寸的分析與選擇；u3、分離器各類(lèi)零件的設(shè)計(jì)和選擇；、分離器各類(lèi)零件的設(shè)計(jì)和選擇；u4、分離器總裝配圖繪制；分離器總裝配圖繪制；u5、主要零部件圖繪制；主要零部件圖繪制；u6、基于、基于ANSYS的應(yīng)力分析。的應(yīng)力分析。二、主要二、主要研研究究?jī)?nèi)內(nèi)容容Company Logo典型分離器典型分離器結(jié)構(gòu)構(gòu)如下如下圖所示：所示：三、分離器三、分離器設(shè)計(jì)Company Logo 另一例典型分離器工作原理另一例典型分離器工作原理圖圖如下所示：如下所示：Company Logo 根據(jù)工作原理根據(jù)工作原理圖，綜合考合考慮分離器分離器內(nèi)內(nèi)部部氣氣體分離體分離與與油水油水分離部分，可以分離部分，可以將將原理原理圖改改進(jìn)為如下所示：如下所示：Company Logo 假設(shè)液滴之間不存在相互作用力，而液滴的沉降假設(shè)液滴之間不存在相互作用力，而液滴的沉降速度為液滴所受重力與浮力之差與阻力相等時(shí)的勻速速度為液滴所受重力與浮力之差與阻力相等時(shí)的勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。那此時(shí)就可以得到那此時(shí)就可以得到3個(gè)公式，在算得相關(guān)參數(shù)后個(gè)公式，在算得相關(guān)參數(shù)后就可以運(yùn)用迭代的方法得到速度的值。就可以運(yùn)用迭代的方法得到速度的值。四、分離四、分離過(guò)程的分析程的分析Company LogoCompany Logo 分離器尺寸的分析分離器尺寸的分析 根據(jù)上步分析所得的沉降速度根據(jù)上步分析所得的沉降速度Vt的計(jì)算公式，可以的計(jì)算公式，可以分別在氣液分離與油水分離中求得半徑與分離段長(zhǎng)度的關(guān)分別在氣液分離與油水分離中求得半徑與分離段長(zhǎng)度的關(guān)系式：系式：五、分離器的尺寸五、分離器的尺寸設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中已給出的參數(shù)：設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中已給出的參數(shù)：1）處處理能力：含水原油理能力：含水原油2000 m3/d、天然、天然氣氣2.0104 nm3/d 2）原油密度）原油密度860 kg/m3(200C)3）含水率）含水率85%89%阻力系數(shù)阻力系數(shù)Cd可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)初定為可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)初定為0.34，而天然氣密度則可查表知其，而天然氣密度則可查表知其在標(biāo)況下為在標(biāo)況下為0.7174kg/m3。所以可以通過(guò)。所以可以通過(guò)VB編程迭代得到氣相中液滴的編程迭代得到氣相中液滴的沉降速度沉降速度Vt與阻力系數(shù)與阻力系數(shù)Cd的值。的值。Company LogoVB運(yùn)行結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：Company Logo將將所得速度所得速度Vt代入之前所得的分離器直代入之前所得的分離器直徑與徑與分離分離階段筒體段筒體長(zhǎng)度的度的關(guān)關(guān)系式之中就系式之中就可以得到二者可以得到二者間的的關(guān)關(guān)系如下系如下圖：由此就可以將分離器的尺寸初定為直徑由此就可以將分離器的尺寸初定為直徑4.5m，長(zhǎng)，長(zhǎng)度度12mCompany Logo進(jìn)口構(gòu)件：進(jìn)口構(gòu)件：開(kāi)采量較大，應(yīng)選用離心式進(jìn)口構(gòu)件。開(kāi)采量較大，應(yīng)選用離心式進(jìn)口構(gòu)件。除霧器：考慮到成本及維修難易程度，應(yīng)選用平行除霧器：考慮到成本及維修難易程度，應(yīng)選用平行板除霧器。板除霧器。其他各其他各類(lèi)內(nèi)內(nèi)部部構(gòu)構(gòu)件的件的選取取Company Logo根據(jù)已知所得根據(jù)已知所得數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)畫(huà)畫(huà)出的裝配出的裝配圖如下：如下：基于基于ANSYS有限元分析的強(qiáng)度校核有限元分析的強(qiáng)度校核在壓力容器的應(yīng)力分析設(shè)計(jì)過(guò)程中在壓力容器的應(yīng)力分析設(shè)計(jì)過(guò)程中,壓力容器部件設(shè)計(jì)壓力容器部件設(shè)計(jì)所關(guān)心的是應(yīng)力沿壁厚的分布規(guī)律及大小所關(guān)心的是應(yīng)力沿壁厚的分布規(guī)律及大小,可采用沿壁厚方可采用沿壁厚方向的向的“校核線校核線”來(lái)代替校核截面。來(lái)代替校核截面。根據(jù)對(duì)所選根據(jù)對(duì)所選“校核線校核線”上的應(yīng)力進(jìn)行分類(lèi)上的應(yīng)力進(jìn)行分類(lèi),得出各類(lèi)應(yīng)得出各類(lèi)應(yīng)力的值力的值,若滿足強(qiáng)度要求若滿足強(qiáng)度要求,則所設(shè)計(jì)容器是安全的。則所設(shè)計(jì)容器是安全的。Company LogoCompany Logo設(shè)計(jì)壓力的確定設(shè)計(jì)壓力的確定 因因本本設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中不不包包含含對(duì)對(duì)壓壓力力容容器器的的水水壓壓試試驗(yàn)驗(yàn)、氣氣壓壓試試驗(yàn)驗(yàn)和和氣氣密密性性試試驗(yàn)驗(yàn)。所所以以直直接接采采用用壓壓力力容容器器設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范GB150設(shè)設(shè)定定的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)壓壓力力、腐蝕余量與單位容積充裝量。如下：腐蝕余量與單位容積充裝量。如下：液化石油氣(50飽和蒸氣壓大于1.62MPa)2.16l0.42介 質(zhì)設(shè)計(jì)壓力MPa罐體腐蝕裕量mm單位容積充裝量（t/m3）應(yīng)力分析結(jié)果圖：應(yīng)力分析結(jié)果圖：Company Logo結(jié)果分析：果分析：Company Logo 從從結(jié)結(jié)果果模模擬擬圖圖10中中可可以以看看出出，最最大大應(yīng)應(yīng)力力強(qiáng)強(qiáng)度度出出現(xiàn)現(xiàn)在在過(guò)過(guò)渡段渡段與與球球殼殼連連接接處處，最大，最大應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度力強(qiáng)度值為值為260.594MPa。可可見(jiàn)見(jiàn)分分離離器器的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在內(nèi)內(nèi)壓壓作作用用下下產(chǎn)產(chǎn)生生了了一一定定的的變變形形，迫迫使使筒筒體體段段在在X方方向向產(chǎn)產(chǎn)生生位位移移，球球殼殼在在Y方方向向有有了了一一定定的的變變形。形。Company Logo主體材料的選用：主體材料的選用：因因容容器器所所受受的的最最大大應(yīng)應(yīng)力力已已知知，那那么么就就可可以以根根據(jù)據(jù)GB_713-2008_鍋鍋爐爐和和壓壓力力容容器器用用鋼鋼板板規(guī)規(guī)范范中中所所規(guī)規(guī)定定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)取最適宜來(lái)鑄造容器的材料的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)取最適宜來(lái)鑄造容器的材料GB_713-2008部分常用材料規(guī)范如下：部分常用材料規(guī)范如下：根根據(jù)據(jù)GB_713-2008內(nèi)內(nèi)資資料料，可可以以查查得得最最適適宜宜當(dāng)當(dāng)容器材料的是容器材料的是Q345R。其力學(xué)性能如下：。其力學(xué)性能如下：50時(shí)時(shí)材材料料為為Q345R厚厚度度為為15mm的的鋼鋼板板抗抗拉拉強(qiáng)度為強(qiáng)度為510640Rm/(N/mm2)。Company Logo總結(jié)總結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)油氣水三相分離器的設(shè)計(jì)讓我對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)油氣水三相分離器的設(shè)計(jì)讓我對(duì)的設(shè)計(jì)流程有了更清楚的認(rèn)識(shí)，更重要的是復(fù)習(xí)了以前的設(shè)計(jì)流程有了更清楚的認(rèn)識(shí)，更重要的是復(fù)習(xí)了以前書(shū)本上學(xué)到的理論知識(shí)，提高了我的自學(xué)能力以及抗打書(shū)本上學(xué)到的理論知識(shí)，提高了我的自學(xué)能力以及抗打擊能力?？梢哉f(shuō)這既為我四年的大學(xué)生涯畫(huà)上了圓滿的擊能力?？梢哉f(shuō)這既為我四年的大學(xué)生涯畫(huà)上了圓滿的句號(hào)，也為我將來(lái)的人生道路做了一個(gè)很好的鋪墊，是句號(hào)，也為我將來(lái)的人生道路做了一個(gè)很好的鋪墊，是通向?qū)?lái)職業(yè)生涯的橋梁。通向?qū)?lái)職業(yè)生涯的橋梁。Company LogoCompany LogoThe End