轴流导叶式气液旋流分离器的试验研究（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）轴流导叶式气液旋流分离器的试验研究金向红3金有海王振波(中国石油大学摘要轴流导叶式气液旋流分离器与其他离心式气液分离器比较,其特点是阻力损失小。经试验证明,在低含液浓度下该分离器对气液两相具有较高的分离效果,且采用合理的溢流管和筒体结构形式可以减少短路流和二次流夹带,提高其分离效率。关键词旋流器气液分离导向叶片分离效率压降损失中图分类号TQ05118+4文献标识码A文章编号025426094(2007022*******轴流导叶式气液旋流分离器(axialguidevanecyclonegas2liquidseparator是一种新型离心式气液分离装置,入口混合物经过筒体和排气芯管间的螺旋导叶进入分离室,螺旋导叶给混合物提供一个切向速度,离开导叶的混合物在离心力场和重力场的作用下,产生涡流运动,由于气液两相的密度差,在离心力和重力的作用下,液体向管壁流动,并从下部液体出口流出,气体进入内旋流并从顶部排气芯管离开分离器。由于物料与叶片的摩擦或能量消耗较小,从而使旋转流保持稳定,并有助于维持层流特性。因此,与其他离心式气液分离器相比,其突出特点是阻力损失较小[1,2]。笔者对内径为100mm轴流导叶式气液旋流分离器在低含液浓度下的性能进行试验研究,试验采用管柱式、管锥式两种筒体结构,分别采用3种排气溢流管结构形式,主要考察了排气溢流管结构对分离性能的影响,比较了管柱式和管锥式筒体结构对分离性能的影响。1试验装置和物料试验流程如图1所示。整个试验系统由供风系统、进料雾化系统、分离系统和测量系统4部分组成。本试验采用负压系统,供风系统采用抽风机,其最大流量可达1000m3/h,能满足要求;雾化系统由空气压缩机、空气过滤器、空气转子流量计、液体计量泵以及内混式双流体喷嘴组成,压缩空气与计量泵提供的液体同时进入喷嘴,通过喷嘴液体被雾化成液滴群,通过调节压缩空气的流量、压力和进入喷嘴的液体流量可以得到不同滴径的液滴群,雾化的液滴直径采用文献[3]中双流体雾化液滴直径的经验计算公式算得;分离系统主要装置是轴流导叶式气液旋流分离器,内径为100mm,用有机玻璃制成;试验物料采用空气2水系统。图1气液旋流分离试验装置流程简图1———风机;2———毕托管;3———温度计;4———气液旋流器;5———收液斗;6———水槽;7———计量泵;8———喷嘴;9———压力表;10———玻璃转子流量计;11———稳压罐;12———空气压缩机;13———U形管2试验试验时,在风机抽吸作用下,气体进入管路系3金向红,男,1965年1月,在读博士研究生,副教授。山东省东营市,257061。统,与雾化液混合后进入分离器,形成高速旋转流,在离心力的作用下,密度值大的液滴被甩到旋流器的边壁,从底流口流出,进入集液槽;而气体则从溢流口流出,经风机直接排空。2.1筒体和溢流管结构本次试验采用了管柱式和管锥式两种筒体结构,如图2所示。试验了正锥、正锥加倒锥和无锥3种溢流口结构,如图3所示。a.管柱式筒体b.管锥式筒体图2轴流导叶式气液旋流分离器结构简图a.正锥形b.正倒锥形c.无锥形图3溢流管结构示意图2.2流量测量气体流量Qg用出口毕托管测量。试验过程中底流口泄气量为零,分离器进、出口气量相同,低含液浓度下,近似认为气体流量等于物料流量。叶片出口流速决定着对液滴分离起主要作用的流体切向速度的大小。叶片出口流速按下式计算:V=Qg3600Aj式中Ag———导向叶片间流体通道横截面积。导叶数量和结构参数一定时,显然叶片出口流速与流量成正比。2.3入口含液浓度Ci入口含液浓度由下式计算求得:Ci=mitQg式中mi———计量泵加液质量,g;t———加液时间,h。本实验含液浓度变化在80~400g/m3之间。2.4压力降测量压力降采用U形管压差计进行测量。其中溢流压降Δpio为分离器入口与溢流口(气体出口之间压差。底流压降Δpiu为分离器入口与底流口(集液槽之间压差。一般而言,溢流压降Δpio是气液旋流分离器的主要能耗参数。2.5总效率ET旋流分离器的效率一般分为质量效率和修正效率(澄清效率两种定义方式,本文中由于底流泄气量为零,进出口气量相等,故在数值上两种方式计算结果相同。另外,本实验主要评定筒体和溢流口结构对分离性能的影响,不考虑蒸发率对分离效率的影响,所以本文实际采用下式进行测定计算:ET=mcmi×100%式中mc———底流口的液体出量,g。3实验结果与讨论3.1一定含液浓度,不同出口流速下分离效率、溢流压降的变化图4显示含液浓度Ci=320g/m3不变,不同筒体