An eulerian-eulerian approach for oil&gas separator design conference Paper

CONCLUSIONS and FURTHER DEVELOPMENT 
A new Eulerian-Eulerian three-phase solver was proposed for the preliminary analysis of the 
separation process inside an Oil&Gas separator. The mathematical formulation of the governing 
equations and the closure relations were specifically chosen to numerically capture phase 
separations and phase inversion phenomena. The numerical algorithm was specifically designed to 
ensure the boundness of the solutions and to enhance the implicit treatment of source terms.
The solver shows good agreement with the analytical multiphase benchmarks. Moreover, it provides 
consistent results in terms of separation effectiveness in the simplified geometry of industrial oil and 
gas separators.
As further developments, we are currently working on three aspects: 
1. Perform additional simulations a real-case geometry using different inlet nozzle shapes; 
2. Compare the CFD results with the industrial validation procedure; 
3. Study the reduction of the computational cost of the code introducing a simplifying solver for 
describing the separation process.
REFERENCES 
1. Bahadori, Alireza. 
Natural gas processing: technology and engineering design.
Gulf 
Professional Publishing, 2014; 
2. 
Behzadi, A., R.I. Issa, and H.Rusche. “Modelling of dispersed bubble and droplet flow at high 
phase fractions.” Chemical Engineering Science 59.4 (2004): 759-770; 
3. 
Garnier, C., M. Lance, and J.L. Marié. “Measurement of local flow characteristics in 
buoyancy-
driven bubbly flow at high void fraction.” Experimental Thermal and Fluid Science 
26.6 (2002): 811-815. 
4. 
Laure A. de Tournemine, V. Roig, C. Suzanne. “Experimental study of the turbulent in bubbly 
flows at high void fraction”. Institut de Mecanique des fluids de Toulouse. 
5. Weller H., 
Derivation, modelling and solution of the conditionally averaged two-phase flow 
equations
. Tech. rep., OpenCFD Ltd, United Kingdom, 2002; 
6. Computational Fluid Dynamics of Dispersed Two-Phase at High Phase Fractions, H. Rusche, 
PhD Thesis, Imperial College, London (2003); 
7. Passalacqua A. and Fox R. Implementation of an iterative solution procedure for multi-fluid 
gas-particle flow models on unstructured grids. Powder Technology, 213:174-187, 2011; 
8. Ramson V. and Mousseau V. Convergence and accuracy of the RELAP5 two-phase flow 
model. 
Proceedings of the ANS International Topical Meeting on Advences in Mathematics, 
Computations, and Reactor Physics, 1, 1991
; 
9. Stadke, Herbert. 
Gasdynamic aspects of two-phase flow: Hyperbolicity, wave propagation 
phenomena and related numerical methods
. John Wiley & Sons. 2006; 
10. 
Manning, Francis S., and Richard E. Thompson. Oilfield processing of petroleum: Crude oil. 
Vol 2. Pennwell books, 1995.
View publication stats
View publication stats