可用于MVR蒸发系统的气液分离器改进结构分析

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1、第63卷第2期化工学报Vo1．63No．22012年2月CIESCJourna1February2012-_}}∈{∈∈{Il研究论文l可用于MVR蒸发系统的气液分离器改进结构分析1兰}_；}j‘三}；_三争}：}—；}韩东，顾昂，岳晨，单华伟(南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京210016)摘要：针对常规气液分离器对微小液滴分离效率低的不足，提出一种可用于MVR蒸发系统的气液分离器结构，并采用数值模拟结合实验验证的方法对其分离特性进行研究。首先，利用数值模拟的方法分析了气液分离器内部流场和压力场，确定了影响分离效果最明显的位置，然后提出了在该位置加装不同

2、数量3／4圆环形挡板的分离器结构。其次，模拟研究了此种新结构的分离效率和压降等分离特性以及挡板数量变化的影响规律。最后，通过实验验证的方法分析了数值模拟结果的可靠性和新结构的分离效果。研究结果表明：圆柱型筒体是影响分离器分离特性的关键部位，在气液分离器圆柱形简体内部增加3／4环形挡板，能够增加物料切向运动的有效长度，降低物料的径向速度，从而显著提高微小液滴的分离效率，气液分离器整体压降却增加不多；而且随着环形挡板数量的增加，该结构气液分离器的分离效率和压降均明显提高。在本文计算条件下，加装3／4圆环形挡板的气液分离器结构，可以将直径在3m以下的液滴分离效率提高1

3、5，而压降仅增加了200Pa。综合气液分离器效率和压降影响，加装两个3／4圆环形挡板的气液分离器性能最佳。在本文实验条件下，与常规气液分离器相比，加装3／4圆环形挡板的气液分离器结构，可以将液滴分离效率提高约5个百分点。关键词：气液分离器；数值模拟；分离效率；压力损失；两相流DOI：10．3969／i．issn。0438-1157．2012．02．024中图分类号：TQ051．8文献标志码：A文章编号：0438—1157(2012)02—0508—08AnalysisOilimprovedliquid—gasseparatorstructureforMVReva

4、porationsystemHANDong，GUAng，YUEChen，SHANHuawei(CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，Jiangsu，China)Abstract：Anewstructureofgas—liquidseparator，whichcanbeusedinamechanicalvaporrecompression(MVR)evaporationsystem，wasproposedtoimp

5、roveseparationefficiencyofconventionalgas—liquidseparatorforsmallliquiddrops。anditsseparationcharacteristicswereanalyzedbasedonthenumericalsimulationandexperimentalverification．Thenumericalsimulationmethodwasemployedtolocatethemosteffectiveseparationpositionthroughanalyzingtheflowfie

6、ldandpressuredistributionintheconventionalgas—liquidseparator，andthe3／4circularbaffleswereinstalledtheretoconstructanewstructureofgas—liquidseparator．Theseparationcharacteristicsoftheproposedseparatorandtheinfluenceofthenumberofbaffleswereanalyzedbysimulation．Thenthenewseparatorstruc

7、turewasbuiltandusedforexperimentstoverifythesimulationresultsandexamineitsseparationeffect．Theresultsshowedthatthe3／4circularbaffleimprovedsignificantlytheseparationefficiencyforsmallliquiddrops，whilethepressuredropincreasedlittle，sincetheeffectivelengthoftangentialmovementofgasfloww

8、asincreaseda