新型叶片式气液分离器性能的实验与模拟研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjt510
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叶片式气液分离器因其结构简单、操作方便、分离性能好而广泛应用在石油、化工、能源等各个领域,但由于液滴的粒径尺寸大小不一,气液分离器的形式多样,分离性能也存在较大差距。本文主要针对在锅炉汽包等过热设备中应用较为广泛的Anderson系列气液分离器进行研究,该分离器的详细结构及内部尺寸目前尚不明确,因此无法定性或定量分析其分离性能。经文献调研,本文确定了六种新型叶片式气液分离器,采用数值模拟和冷态实验研究该分离器的性能。主要研究内容为:(1)采用商用软件Fluent 18对各个结构在不同工况条件下的气相流场进行模拟,获得了其内部流场,在此基础上,加入离散相液滴计算其分离效率;(2)搭建了一套气液分离系统,采用称重法和Promo 3000气溶胶粒径谱仪分别获得了叶片式气液分离器的总效率和粒级效率,同时考察了各个结构在不同气速条件下的分离性能,并将实验和模拟获得的效率和压降进行了对比。结果表明,新型叶片式气液分离器对8μm以上的液滴有较好的分离性能,其中开缝角度为45°,开缝数量为45条的结构性能最优。在此基础上,针对叶片式气液分离器中的短路流现象,对其结构优化并进行模拟和实验研究。结果表明,通过增设环形挡板的方式能够减少短路流现象且分离效率得以提高,当挡板高度在30-40mm范围内时,分离性能最佳。
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