波紋板內(nèi)氣液分離流場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、波紋板是氣液分離器內(nèi)重要的分離元件，其通道內(nèi)的流體流動是一種涉及氣液兩相相互作用，并且伴隨液滴的聚結(jié)和破碎等許多復(fù)雜物理現(xiàn)象的兩相分離運動。國內(nèi)對波紋板的研制主要依靠經(jīng)驗設(shè)計和反復(fù)實驗，目前對氣液兩相在通道內(nèi)的流體力學(xué)特性以及分離過程中的理論化數(shù)學(xué)模型均鮮有報道。
　　基于液滴動力學(xué)理論，對波紋板通道內(nèi)液滴的行為進(jìn)行了受力分析，將橫混模型引入波紋板氣液分離理論的研究中，建立了描述通道內(nèi)流動過程的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出波紋板分離效率及壓降

2、的理論計算公式;采用計算流體力學(xué)軟件FLUENT中適合彎曲流線流動的RNG k-ε模型，對液滴粒徑按Rosin-Rammler函數(shù)分布的攜液氣體在不同入口氣流速度、板間距及波紋傾角組合下的流場進(jìn)行了模擬，考慮到氣流與液滴之間的相互作用，運用DPM離散相模型對液滴的運動進(jìn)行跟蹤計算，得到各參數(shù)對分離效率、壓降的影響以及液滴的運動軌跡;研制開發(fā)波紋板氣液分離性能測試實驗臺，可實現(xiàn)最高氣流速度為18m/s，實驗臺霧化系統(tǒng)穩(wěn)定，霧滴主要分布在1

3、00μm以下，可以對不同板間距、波紋傾角的波紋板進(jìn)行分離性能測試。實驗針對波紋板的分離效率和壓降這兩個主要指標(biāo)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比，從而驗證了理論計算模型和數(shù)值模擬方法的可靠性。論文最后提出波紋板傾角參數(shù)設(shè)計時不宜超過45°等一些建議。
　　將理論解析、數(shù)值模擬和實驗測試三種方法結(jié)合起來，對波紋板內(nèi)氣液兩相分離過程進(jìn)行了深入的理論和實驗研究，較為全面的掌握了波紋板氣液分離過程中的客觀規(guī)律，這不僅利于高效波紋板分離元件的開發(fā)，而且