波紋板內(nèi)氣液分離流場(chǎng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)。國(guó)內(nèi)對(duì)波紋板的研制主要依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和反復(fù)實(shí)驗(yàn)，目前對(duì)氣液兩相在通道內(nèi)的流體力學(xué)特性以及分離過(guò)程中的理論化數(shù)學(xué)模型均鮮有報(bào)道。
　　基于液滴動(dòng)力學(xué)理論，對(duì)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(dòng)過(guò)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(jì)算公式;采用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT中適合彎曲流線流動(dòng)的RNG k-ε模型，對(duì)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(chǎng)進(jìn)行了模擬，考慮到氣流與液滴之間的相互作用，運(yùn)用DPM離散相模型對(duì)液滴的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤計(jì)算，得到各參數(shù)對(duì)分離效率、壓降的影響以及液滴的運(yùn)動(dòng)軌跡;研制開(kāi)發(fā)波紋板氣液分離性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)最高氣流速度為18m/s，實(shí)驗(yàn)臺(tái)霧化系統(tǒng)穩(wěn)定，霧滴主要分布在1

3、00μm以下，可以對(duì)不同板間距、波紋傾角的波紋板進(jìn)行分離性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)針對(duì)波紋板的分離效率和壓降這兩個(gè)主要指標(biāo)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證了理論計(jì)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(jì)時(shí)不宜超過(guò)45°等一些建議。
　　將理論解析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試三種方法結(jié)合起來(lái)，對(duì)波紋板內(nèi)氣液兩相分離過(guò)程進(jìn)行了深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究，較為全面的掌握了波紋板氣液分離過(guò)程中的客觀規(guī)律，這不僅利于高效波紋板分離元件的開(kāi)發(fā)，而且