旋流器内气相时均流场的试验研究.pdf

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1、2011年第39卷第4期流体机械5文章编号：1005-0329(2011)04-0005-05旋流器内气相时均流场的试验研究李虹。金向红(安徽理工大学，安徽淮南232001)摘要：采用多普勒激光测速仪对旋流分离器内三维湍流的时均流场进行了测量，考察了导叶导角和流量变化对时均流场的影响。测量结果表明：在分离空间，切向速度分布呈现典型的Rankin涡结构，切向速度沿轴向衰减不明显，轴向速度是由外围的下行流与内部的上行流结构，轴向速度沿轴向衰减。最大切向速度面与轴向LzVV面呈现与简体相似的管锥形。对环形空间和集液槽内时均流场的结构也进行了分析。关

2、键词：气液旋流分离器；多普勒激光测速仪；时均流场中图分类号：TQ051．8文献标识码：Adio：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．04．002ExperimentalStudyontheTime—meanFlowFieldinCycloneSeparatorLIHong，JINXiang—hong(AnlmiUniversityofScienceandTechnology，Huainan232001，China)Abstract：Time—·averagedvelocitiesofthree--dimensional

3、turbulenceflowfieldinacycloneseparatorweremeasuredbyusingI．1l／~rDopplerVelocimeter．Theefectofdiferentguidevaneansleandflowrateonthetime—meanflowfieldhasbeenstudied．Intheseparationspace，theresal~showthatthetangentialvelocityprofileshaveatypicalR~lkinevortexstructure，andthel~

4、'tlgen—timvelocitydecayslightlywithaxialdistance．Theaxialvelocityprofilesisconstructedbyouterdownwardflowandinnerupwardflow．andtheaxialvelocitydecaywithaxialdistance．TheprofilesofthemaximaltangentialvelocityandaxialIZWexhibitlike-nosstothecylinder-on—eonestructureofthevesse

5、1．Thefeaturesofthetime—meanflowfieldintheannualspaceandnqwdcham-berwerediscussedandanalysed．Keywords：gas·liquidcycloneseparator；lagerdopplervelocimeler；time·-meallflowfield1前言式气液旋流分离器的流场进行了研究引。为研究旋流场内气一液两相分离以及液滴的碰撞聚气液旋流分离器是石油、天然气开采和化工结、破碎的机理，完善气液两相分离机理模型，提生产中油气分离的重要设备，研究表明，

6、气一液旋高气液旋流器的分离性能，提供实验基础。流分离器内气液两相的分离过程是旋流场中液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程，其分离性2试验装置及测试方案能不仅受液滴在时均流场中离心沉降的影响，还受湍流场中液滴问碰撞、团聚、破碎以及液相扩散研究采用美国某公司生产的多普勒激光测速的影响。近年来，国内外学者对于旋流器内部的仪LDV对流场进行测定。流场进行了大量的研究u』，但都集中于旋风分试验采用轴流导叶式气液旋流分离器，试验离器和水力旋流器，对于轴流式气液旋流分离器装置如图1所示，由气液旋流分离器、抽风系统、内部流场的研究，迄今尚无报道。石油大学在

7、多烟雾发生器、LDV测量系统、管道测量系统等组年旋风分离器流场测定以及轴流式气液旋流分离成。轴流导叶式气液旋流分离器结构如图2所器性能试验研究的基础上，采用LDV技术对轴流示，简体采用管锥式，筒体内径为100ram，排气芯收奠日期：2010—08一o4修稿日期：2011—01—126FLUIDMACHINERYVo1．39，No．4，2011管和物料进口直径均为60mm，为保证进料中液理，得到量纲化时均速度，定义如下：滴能均匀的进入导叶，将进料室直径扩大，在进料=／u(2)室与导叶之间加锥形过渡。旋流器全部采用机玻式中——旋流器的人口速度璃制

8、成。流场测量时沿分离器轴向选择了l0个测量截面，分别在排气芯管与筒壁间的环形空间(z1、z2截面)，分离空间(、z4、z5、z6、z7、截面)，集液槽(Z9、Z10