Numerical Simulation of Oil-water Hydrocyclone Using Reynolds-Stress Model for Eulerian Multiphase Flows

Abstract

A three-dimensional oil-water turbulent flow and oil separation process in a double-cone liquid-liquid hydrocyclone (LLHC) is numerically simulated using FLUENT software. The Euler-Euler approach and Reynolds-stress model are combined and adopted in this simulation to handle the challenging situation of anisotropic turbulent two-phase flow with a higher volumetric ratio (over 10%) in the dispersed phase. It is visualized well in the simulation how separation, aggregation and shift of oil and water proceed in the LLHC. The oil separation efficiency is determined based on flow field and phase concentration distribution. The simulation is verified by comparing predicted and measured separation efficiency in the LLHC. Un procédé de séparation d'huile et d'écoulement turbulent huile-eau tridimensionnel dans un hydrocyclone liquide-liquide à double cône (LLHC) est simulé numériquement à l'aide du logiciel FLUENT. La méthode Euler-Euler et le modèle des contraintes de Reynolds sont combinés pour aborder la situation délicate de l'écoulement biphasique turbulent anisotrope avec un taux volumétrique plus élevé (au-dessus de 10%) dans la phase dispersée. La simulation permet de bien visualiser comment s'effectuent la séparation, l'agrégation et l'échange entre l'huile et de l'eau dans le LLHC. L'efficacité de la séparation de l'huile est déterminée d'après le champ d'écoulement et la distribution de concentration de phase. La simulation est vérifiée par la comparaison de l'efficacité de séparation prédite et mesurée dans le LLHC.