針對噴油壓縮機系統(tǒng)用旋風(fēng)式油氣分離器筒體尺寸（直徑和高度）設(shè)計基本依賴實際經(jīng)驗,缺乏理論依據(jù)的問題,提出了一種結(jié)合數(shù)值模擬的理論設(shè)計方法。通過理論計算可以得出設(shè)計分離器筒體直徑的方法——依據(jù)切向速度關(guān)系曲線,通過選取合適的筒體直徑而使外旋渦的平均切向速度大于臨界切向速度。考慮到直筒形與筒錐形旋風(fēng)分離器存在差異,借助數(shù)值模擬方法對理論計算的切向速度和有效分離高度進行了修正。建立了旋風(fēng)式油氣分離器的三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模型,其中氣相流場采用RSM湍流模型,油滴運動軌跡采用離散相模型。計算了適用于額定工況下容積流量為6 m3/min、排氣壓力為0.8MPa（a）的空壓機系統(tǒng)油氣旋風(fēng)分離器筒體尺寸,并計算分析了容積流量改變時（50%～100%）對分離器筒體尺寸的影響。最后經(jīng)過數(shù)值模擬驗證,結(jié)果表明所設(shè)計的分離器可對粒徑為5μm以上的油滴完全分離。本方法適用于噴油壓縮機系統(tǒng)中旋風(fēng)式油氣分離器的設(shè)計工作,也可以為其他場合應(yīng)用旋風(fēng)分離器作為設(shè)計指導(dǎo)。 

【文章來源】：壓縮機技術(shù). 2020,(03)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

旋風(fēng)式油氣分離器結(jié)構(gòu)示意圖

理論計算的平均切向速度vta和有效分離高度H*使用了部分適合于筒錐形旋風(fēng)分離器的模型及經(jīng)驗公式，與實際的直筒形旋風(fēng)分離器之間存在差別，因此需要對其進行修正。方法是通過對旋風(fēng)分離器內(nèi)兩相流動的數(shù)值模擬得到分離器內(nèi)的流場分布和油滴運動軌跡，與理論分析計算的結(jié)果進行對比。本文使用商業(yè)CFD軟件Ansys Fluent對旋風(fēng)分器內(nèi)油氣兩相流動進行數(shù)值模擬。圖3 容積流量變化時平均切向速度vta與臨界切向速度vtc隨直徑D的變化

容積流量變化時平均切向速度vta與臨界切向速度vtc隨直徑D的變化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]入口參數(shù)對軸流式油氣分離器性能的影響[J]. 陳偉,馮健美,韓濟泉,彭學(xué)院.  壓縮機技術(shù). 2019(01)
[2]大長徑比直筒型旋風(fēng)分離器內(nèi)部流動特性研究[J]. 高助威,王娟,王江云,馬卓越,毛羽.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報. 2018(06)
[3]筒體直徑對旋風(fēng)分離器性能的影響[J]. 袁怡,孫國剛,周發(fā)戚,孫占朋.  石油學(xué)報(石油加工). 2017(04)
[4]空調(diào)用高效旋流油分離器仿真優(yōu)化與實驗[J]. 周威,潘李奎,肖芳斌.  制冷學(xué)報. 2016(06)
[5]穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)下旋風(fēng)分離器氣相流場數(shù)值模擬方法研究[J]. 趙通,楊亞平,劉俊龍.  動力工程學(xué)報. 2012(08)
[6]旋風(fēng)分離器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)流場的數(shù)值計算方法選擇[J]. 蔣夢婷,王博,陳言信,徐德龍.  環(huán)境工程學(xué)報. 2012(08)
[7]旋風(fēng)式油氣分離器數(shù)值模擬與實驗研究[J]. 馮健美,楊鑫,高翔,暢云峰.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2011(07)



本文編號：2970732