新型管柱式气液旋流分离器 被引量：34

1

作者 曹学文 林宗虎 +1 位作者 黄庆宣 寇杰 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期71-75,共5页

管柱式旋流分离器是一种带有倾斜切向入口及气体、液体出口的垂直管。它依靠旋流离心力实现气、液分离 ,与传统容器式分离器相比 ,具有结构紧凑、重量轻、投资节省等优点 ,是替代传统容器式分离器的新型分离装置。在气液两相旋流分析的... 管柱式旋流分离器是一种带有倾斜切向入口及气体、液体出口的垂直管。它依靠旋流离心力实现气、液分离 ,与传统容器式分离器相比 ,具有结构紧凑、重量轻、投资节省等优点 ,是替代传统容器式分离器的新型分离装置。在气液两相旋流分析的基础上 ,建立了预测分离性能的机理模型 ,该模型包括了入口分离模型、漩涡模型、气泡及液滴轨迹模型 ;依据机理模型 ,提出了管柱式旋流分离器工艺设计技术指标和工艺设计步骤 ;计算示例显示分离机理模型是合理的 ,适于工程设计。 展开更多

关键词 管柱式 气液旋流分离器 两相流动 分离机理 模型

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气液旋流器的分离性能 被引量：16

2

作者 金向红 金有海 +2 位作者 王建军 孙治谦 陈新华 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期124-129,共6页

旋流器内气液两相的分离过程是液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程。对液滴的聚结、破碎机制进行分析,试验验证液相物性、流场强度对液滴聚结、破碎以及旋流器分离性能的影响。结果表明:液相黏度对涡流场中液滴的破碎影响很大,黏... 旋流器内气液两相的分离过程是液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程。对液滴的聚结、破碎机制进行分析,试验验证液相物性、流场强度对液滴聚结、破碎以及旋流器分离性能的影响。结果表明:液相黏度对涡流场中液滴的破碎影响很大,黏度增大分离效率上升;湍流强度是导致旋流场液滴破碎的主动力,当流量达到一定值时,高湍流强度导致液滴破碎,分离效率随流量上升开始急剧下降;液滴聚结、破碎过程对分离器压力降影响不大。 展开更多

关键词 气液旋流分离器 分离效率 液滴 团聚 破碎

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轴流式气液旋流分离器内气相流场的数值研究 被引量：25

3

作者 金向红 金有海 +1 位作者 王建军 王振波 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期748-755,共8页

应用RSM湍流模型对内径100mm的轴流导叶式气液旋流分离器内气相流场进行了数值研究,计算得到的气流时均速度分布和压力分布与实验测量结果基本吻合。根据分离器内气相流动分布的特点可知:(1)气流旋转强度与导向叶片出口角有关,出口角越... 应用RSM湍流模型对内径100mm的轴流导叶式气液旋流分离器内气相流场进行了数值研究,计算得到的气流时均速度分布和压力分布与实验测量结果基本吻合。根据分离器内气相流动分布的特点可知:(1)气流旋转强度与导向叶片出口角有关,出口角越大,切向速度越小;(2)排气管下口区域存在明显的短路流分布,容易卷吸夹带液滴进入排气管逃出,造成分离效率下降;(3)排气口和排液口附近的区域气流湍流脉动强度高,容易造成液滴破碎,直径减小,从而影响分离效率。以上研究结果为轴流导叶式气液旋流分离器的结构优化,进一步提高分离性能奠定了基础。 展开更多

关键词 气液旋流分离器 流场 数值模拟 LDV

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气液旋流器内液滴破碎和碰撞的数值模拟 被引量：12

4

作者 金向红 金有海 王建军 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期114-120,125,共8页

气液旋流分离器内是一个复杂的强旋湍流场,流场内的液滴受气动力、剪切力和湍流脉动的作用,发生剧烈的相互碰撞、聚合、破碎并撞击筒壁。对旋流器内液滴间的碰撞、聚合、液滴的破碎和碰壁的机制进行分析,在前人研究的基础上,结合旋流器... 气液旋流分离器内是一个复杂的强旋湍流场,流场内的液滴受气动力、剪切力和湍流脉动的作用,发生剧烈的相互碰撞、聚合、破碎并撞击筒壁。对旋流器内液滴间的碰撞、聚合、液滴的破碎和碰壁的机制进行分析,在前人研究的基础上,结合旋流器的实际情况,提出适用于气液旋流器强旋气相湍流场内液滴间碰撞、液滴破碎和碰壁过程的计算模型,对新的数学模型进行数值模拟计算。结果表明,本模型能较为准确地预测强旋气相湍流场内液滴间碰撞、液滴破碎和碰壁过程,完善了气液旋流器的分离机制模型,为改善其分离性能及其工程设计提供了理论基础。 展开更多

关键词 气液旋流 分离器 湍流场 液滴 破碎 聚结

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导叶角度对轴流式气液旋流器分离性能的影响 被引量：13

5

作者 金向红 金有海 +1 位作者 王振波 王建军 《石油机械》 北大核心 2008年第2期1-5,82,共5页

对于低含液浓度的气液两相流,轴流式气液旋流器具有良好的分离性能。导向叶片的几何尺寸是影响轴流式气液旋流器分离性能的重要因素,对导叶出口角度分别为15、20、25和30°的轴流式气液旋流器的试验研究显示,在稀相时,导叶角度25
... 对于低含液浓度的气液两相流,轴流式气液旋流器具有良好的分离性能。导向叶片的几何尺寸是影响轴流式气液旋流器分离性能的重要因素,对导叶出口角度分别为15、20、25和30°的轴流式气液旋流器的试验研究显示,在稀相时,导叶角度25°的旋流器分离效率最高,导叶角度15°的旋流器分离效率最低,而导叶角度20和30°的旋流器的分离效率介于二者之间。流量一定时,轴流式旋流器的压力降随着导叶角度的增大而降低。研究还发现旋流器分离的临界速度受气体含液浓度影响不大,主要受旋流器结构尺寸的影响,对于一定的导叶角度,分离器的压力降随着流速的增加呈抛物线上升,与局部压降公式吻合。 展开更多

关键词 轴流式气液旋流器 导叶 出口角度 分离效率 压降损失

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气液旋流分离装置的研制与可行性试验 被引量：7

6

作者 刘晓敏 蒋明虎 赵立新 《流体机械》 CSCD 2004年第5期1-4,共4页

为了适应油田高含水后期气液分离的需要 ,在满足经济性、工况条件和操作压力等前提下 ,研制出一种新型气液分离装置 ,其主要特征是小型化、高效率、低成本。与常规容器式气液分离器相比 ,该气液旋流器装置具有结构简单、体积及占地面积... 为了适应油田高含水后期气液分离的需要 ,在满足经济性、工况条件和操作压力等前提下 ,研制出一种新型气液分离装置 ,其主要特征是小型化、高效率、低成本。与常规容器式气液分离器相比 ,该气液旋流器装置具有结构简单、体积及占地面积小、重量轻、易安装、易操作及易维护等特点。经过初步试验其可行性得以验证。 展开更多

关键词 气液旋流器 研制 分离效率 可行性 方案

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气液旋流器内液相平均停留时间 被引量：3

7

作者 杨军卫 赵加民 +2 位作者 王建军 肖家治 金有海 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期4373-4379,共7页

旋流设备内伴有传热、传质或反应过程时,介质停留时间是其关键参数。在冷模实验装置上,采用持液量法,对气液旋流器内液相平均停留时间进行了研究。结果表明,液相停留时间随入口含液率增大明显降低,随入口气速增大降低较小。气液界面剪... 旋流设备内伴有传热、传质或反应过程时,介质停留时间是其关键参数。在冷模实验装置上,采用持液量法,对气液旋流器内液相平均停留时间进行了研究。结果表明,液相停留时间随入口含液率增大明显降低,随入口气速增大降低较小。气液界面剪切力远小于液相重力是入口气速对液相停留时间影响较小的主要原因。基于液膜受力平衡,建立了气液旋流器内液相平均停留时间模型。模型预测停留时间与实测值总体吻合良好,在液膜Reynolds数Rel<1200范围内,模型预测停留时间偏大,讨论了模型预测偏差与液膜流型的关系。 展开更多

关键词 气液旋流 分离 液相 停留时间 模型

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柱状气液旋流分离器的研究现状及应用前景 被引量：24

8

作者 寇杰 《石油机械》 北大核心 2006年第4期71-73,共3页

气液旋流分离器(GLCC)依据离心分离原理实现气液的分离,与传统的依靠重力实现气液分离的容积式分离器相比,具有结构简单、能耗低、质量轻、应用方便等优点。简要介绍了GLCC的结构、工作原理和研究现状,在此基础上,较为详细地描述了其在... 气液旋流分离器(GLCC)依据离心分离原理实现气液的分离,与传统的依靠重力实现气液分离的容积式分离器相比,具有结构简单、能耗低、质量轻、应用方便等优点。简要介绍了GLCC的结构、工作原理和研究现状,在此基础上,较为详细地描述了其在石油石化工业中的应用前景。 展开更多

关键词 柱状气液旋流分离器 气液分离 研究现状 应用前景

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紧凑型气液旋流分离器结构参数显著性分析 被引量：8

9

作者 苗春雨 邢雷 +2 位作者 李枫 蒋明虎 李新亚 《石油机械》 北大核心 2023年第5期86-93,共8页

为了筛选出对气液旋流分离器分离效率影响显著的结构参数,以紧凑型气液旋流分离器为研究对象,基于PB(Plackett-Burman)试验设计,采用数值模拟与室内试验相结合的方法,开展不同结构参数对紧凑型气液旋流分离器分离性能影响的显著性分析... 为了筛选出对气液旋流分离器分离效率影响显著的结构参数,以紧凑型气液旋流分离器为研究对象,基于PB(Plackett-Burman)试验设计,采用数值模拟与室内试验相结合的方法,开展不同结构参数对紧凑型气液旋流分离器分离性能影响的显著性分析。分析结果表明:紧凑型气液旋流分离器结构参数的显著性由高到低的顺序依次为柱体直径d>锥体高度h_(2)>溢流管伸入长度h_(1)>溢流口直径d_(1)>底流口面积S>锥体直径d_(2)>柱体长度H。为了对数值模拟结果的准确性进行验证,随机选取PB试验设计中_(2)组不同结构参数匹配模型,开展室内分离性能试验。对比分析不同气相体积分数条件下分离效率的模拟结果与试验结果,得出随着气相体积分数的增加,模拟与试验的分离效率均呈先升高后趋于稳定的变化趋势的结论。模拟结果与试验结果呈现出了较好的一致性,模拟效率与试验效率的平均误差为_(2).70%,验证了数值模拟结果及显著性筛选的准确性。研究结果可为进一步提升气液旋流分离性能提供指导。 展开更多

关键词 气液旋流分离器 分离效率 结构参数 显著性分析 PB设计

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基于粒径测量方法的水下气液旋流分离器分离性能评价 被引量：2

10

作者 王韬杰 何利民 +1 位作者 陈建磊 胡康 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期105-110,共6页

利用在线激光粒度仪并结合粒径测量方法对深水水下气液旋流分离器的分离性能进行了评价,考察了入口气速和入口液滴粒径对分离性能的影响。结果表明:出口液滴粒径大小和出口含液体积分数高低是评价分离器分离性能的重要参数;分离器入口... 利用在线激光粒度仪并结合粒径测量方法对深水水下气液旋流分离器的分离性能进行了评价,考察了入口气速和入口液滴粒径对分离性能的影响。结果表明:出口液滴粒径大小和出口含液体积分数高低是评价分离器分离性能的重要参数;分离器入口和出口液滴粒径符合对数正态分布;出口液滴粒径和出口含液体积分数随入口气速的增大而减小,并最终趋于稳定;入口液滴粒径的大小仅影响出口含液体积分数,对出口液滴粒径几乎无影响;当出口液滴粒径相同时,可通过对比出口含液体积分数的高低判断分离器分离性能的优劣。 展开更多

关键词 水下气液旋流分离器 粒径测量 液滴粒径 含液体积分数 分离性能评价

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级联式气-液旋流分离器流动特性数值研究 被引量：2

11

作者 耿坤 孙治谦 +2 位作者 李腾 孙铭泽 王振波 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期193-204,共12页

为探究级联式气-液旋流分离器流场特性,了解短路流这一特殊流型对其性能影响,采用雷诺应力模型和离散颗粒模型对气、液两相流动特征进行数值模拟,通过Q准则对涡流特征进行识别。研究结果表明,级联式气-液旋流分离器一级旋流管内流动特... 为探究级联式气-液旋流分离器流场特性,了解短路流这一特殊流型对其性能影响,采用雷诺应力模型和离散颗粒模型对气、液两相流动特征进行数值模拟,通过Q准则对涡流特征进行识别。研究结果表明,级联式气-液旋流分离器一级旋流管内流动特性与传统旋流分离器相似,增加二级旋流管使级联式气-液旋流分离器内形成了大量的局部二次涡流。当入口气速为7 m/s时,级联式气-液旋流分离器中一级旋流区内短路流流量高达入口流量的70.28%;增设二级旋流管对改善分离器性能具有重要作用,两级分离后级联式气-液旋流分离器对直径6μm以上的液滴能够实现完全分离。本研究为气-液旋流分离器的结构开发和级联式气-液旋流分离器的应用提供了思路和基础数据。 展开更多

关键词 级联式气-液旋流分离器 流动特性 Q准则 短路流

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旋流器内气泡聚并与破碎行为

12

作者 杨蕊 肖迎松 +3 位作者 朱宝锦 柴煜炜 杨贤呈 赵盎 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期209-216,共8页

为了探究旋流器内气泡聚并与破碎行为的影响因素,采用高速摄像实验研究旋流器内的气液两相流。通过实验分析了气泡在旋流场中的聚并和破碎行为,考察不同工况条件对气泡聚并与破碎的影响,同时运用数值模拟进行验证。结果表明,入口速度提... 为了探究旋流器内气泡聚并与破碎行为的影响因素,采用高速摄像实验研究旋流器内的气液两相流。通过实验分析了气泡在旋流场中的聚并和破碎行为,考察不同工况条件对气泡聚并与破碎的影响,同时运用数值模拟进行验证。结果表明,入口速度提升会导致气泡的破碎频率增加,生成子气泡也越多,但同时加剧了气泡的聚并性能,促使气泡聚并成气核朝着溢流口方向运移,因此入口速度提升对气泡直径变化的影响呈正向作用。气体体积分数提升会导致旋流器内气泡直径和气核长度增大,降低了流场的旋流强度,使更多气泡聚并成气核从底流口流出,故气体体积分数对气泡直径变化的影响呈反向作用。 展开更多

关键词 气液两相流 气泡 聚并 破碎 气液旋流器

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气-液旋流分离器内气相时均流场的试验研究 被引量：3

13

作者 汪秀敏 金向红 《石油机械》 北大核心 2009年第5期9-11,37,共4页

采用多普勒激光测速仪对轴流式气-液旋流分离器内气相时均流场进行了测量研究,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,轴向速度由外围的下... 采用多普勒激光测速仪对轴流式气-液旋流分离器内气相时均流场进行了测量研究,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,轴向速度由外围的下行流与内部的上行流构成,轴向速度随轴向向下而衰减。最大切向速度面与轴向LZVV面呈现与筒体相似的管锥形。对环形空间和集液槽内时均流场的结构进行了分析。环形空间与集液槽内切向速度分布趋势与分离空间内相似,集液槽内旋流强度远低于分离空间,最大轴向速度位置靠近轴心处。 展开更多

关键词 轴流式 气-液旋流分离器 多普勒激光测速仪 时均流场

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基于多结构因素的气-液旋流分离器结构优化设计 被引量：5

14

作者 洪文鹏 孙赫蔓 李磊 《热力发电》 CAS 北大核心 2016年第3期41-47,53,共8页

气-液旋流分离器内部流场复杂,结构尺寸等因素对其分离效率影响较大。针对排气管直径、插入深度、偏置角度、偏置距离以及增设底流口防返混锥5个结构因素进行正交试验设计,利用Fluent软件对16组有代表性的水平组合模型进行数值模拟,用... 气-液旋流分离器内部流场复杂,结构尺寸等因素对其分离效率影响较大。针对排气管直径、插入深度、偏置角度、偏置距离以及增设底流口防返混锥5个结构因素进行正交试验设计,利用Fluent软件对16组有代表性的水平组合模型进行数值模拟,用极差法找出各因素优化水平组合以及各因素对分离效率和压降的主次影响顺序,最后通过综合平衡法找到最优组合,并分析了优选结构下液滴粒径和入口速度对分离效率的影响。 展开更多

关键词 气-液旋流分离器 分离效率 压降 正交试验 排气管 结构优化

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液-固(气)旋流器分离性能分析及环保工程应用 被引量：1

15

作者 张作萍 陈海 +4 位作者 郭金基 张开成 姚云 李航飞 贺炜 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期41-46,共6页

阐述环保工程和化学工业中的广泛使用的液-固(气)旋流分离器结构特性,并分析液-固(气)旋流分离器的流场结构,观察旋流器的流线和流动现象。根据实验数据,采用圆柱室内二维轴对称涡流模型,计算涡室内准自由涡区压力分布,得准自由涡区的... 阐述环保工程和化学工业中的广泛使用的液-固(气)旋流分离器结构特性,并分析液-固(气)旋流分离器的流场结构,观察旋流器的流线和流动现象。根据实验数据,采用圆柱室内二维轴对称涡流模型,计算涡室内准自由涡区压力分布,得准自由涡区的速度函数;按旋流器液-固(气)流体运动规律,计算分离的颗粒直径和分离效率。通过实验方法揭示液-固(气)旋流器流体运动的规律,最后给出废气治理工程的实例,并讨论其在环境保护领域中的应用前景。 展开更多

关键词 液-固(气)旋流 分离器 速度 流线 压力 分离粒径

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液-固(气)旋流器流场压力和分离粒径的计算及应用 被引量：1

16

作者 张作萍 谢旭时 +3 位作者 王忠 郭金基 陈海 叶权棣 《机床与液压》 北大核心 2008年第6期76-78,42,共4页

阐述了液-固(气)旋流分离器的作用机理,采用圆柱室内二维轴对称涡流模型,计算涡室内准自由涡区压力分布;按旋流器液-固(气)流体运动规律,导出分离最小粒径ds,近似计算固体微粒旋动到壁面的圈数。最后给出环保工程应用实例。

关键词 液-固(气)旋流 分离器 压力 分离粒径

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单点注气液-液旋流器分离效率的实验研究 被引量：1

17

作者 赵立新 蒋明虎 刘书孟 《石油机械》 北大核心 2006年第8期4-6,85,共3页

针对油田后期开发中遇到的污水处理难度大等实际问题,实验研究了气携式液液水力旋流器,由于气泡与油滴结合后形成油气复合体,从而有利于部分油滴向旋流器中心处运移,但气体对旋流器内的流场同时也会产生一定的影响。通过旋流器入口注气... 针对油田后期开发中遇到的污水处理难度大等实际问题,实验研究了气携式液液水力旋流器,由于气泡与油滴结合后形成油气复合体,从而有利于部分油滴向旋流器中心处运移,但气体对旋流器内的流场同时也会产生一定的影响。通过旋流器入口注气和锥段不同位置的单点注气实验,发现气携式液液水力旋流器的分离效率有较为明显的提高,同时,与常规的液液水力旋流器相比,对流场的稳定性要求更高,分流比和溢流口直径均较大,对操作参数的控制应更加严格。 展开更多

关键词 气携式液-液水力旋流器 分离效率 实验研究

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钻井液循环气液分离器作用效能研究 被引量：4

18

作者 张洁 孟祥交 +1 位作者 陈刚 胡琦 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期52-54,59,共4页

文中设计制作了一种气液旋流分离器,并将之组合应用于自主设计和建立的钻井液循环流动模拟实验装置。该气液旋流分离器采用筒体与内置锥体结合并具有侧斜向下进液管的构型,利用旋流分离原理实现气液分离。通过模拟实验详细研究了使用气... 文中设计制作了一种气液旋流分离器,并将之组合应用于自主设计和建立的钻井液循环流动模拟实验装置。该气液旋流分离器采用筒体与内置锥体结合并具有侧斜向下进液管的构型,利用旋流分离原理实现气液分离。通过模拟实验详细研究了使用气液旋流分离器实现钻井液中气体分离的过程,考察了气液旋流分离器的分离效能以及流体流量、气流量、外接压力、流体黏度等因素对分离效能的影响。实验结果表明:在模拟实验运行条件下,气液旋流分离器的分离效能可达到90%。 展开更多

关键词 气液旋流分离器 分离效能 模拟实验

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双蜗壳旋流器内部流场及液膜特性的数值模拟 被引量：3

19

作者 蔡禄 武晓波 +3 位作者 孙治谦 耿坤 王旱祥 王振波 《石油机械》 北大核心 2022年第10期111-118,141,共9页

为探究双蜗壳气液旋流分离器内部流场分布规律及液膜的形成,采用EWF模型,通过CFD数值模拟得到双蜗壳气液旋流分离器内速度分布和压力分布,并结合流场分析液膜的形成及运动特性。研究结果表明:柱段上半部分受排气心管底部的影响,排气管... 为探究双蜗壳气液旋流分离器内部流场分布规律及液膜的形成,采用EWF模型,通过CFD数值模拟得到双蜗壳气液旋流分离器内速度分布和压力分布,并结合流场分析液膜的形成及运动特性。研究结果表明:柱段上半部分受排气心管底部的影响,排气管近壁面处的切向速度骤降;柱段下半部分切向速度呈“M”形的轴对称分布;轴向速度呈外围下行流,中心上行流的分布趋势;渐缩段三相速度均较稳定,数值相对较小且呈现良好的规律性;压力最低处位于排气心管底部中心处;柱段和渐缩段压力呈轴对称分布,外旋流压力高,内旋流压力低;柱段和渐缩段流场分布较稳定,是两相分离的关键部位,液膜也在此段形成。所得结论可为天然气水合物排水采气装置的研发和应用提供理论依据。 展开更多

关键词 气液旋流器 双蜗壳 旋流分离 EWF模型 内部流场

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旋流器内气相时均流场的试验研究 被引量：1

20

作者 李虹 金向红 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第4期5-9,共5页

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... 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面呈现与筒体相似的管锥形。对环形空间和集液槽内时均流场的结构也进行了分析。 展开更多

关键词 气液旋流分离器 多普勒激光测速仪 时均流场

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