不同结构循环旋风分离器流场的数值分析

采用CFD软件——Fluent6.2中的雷诺应力湍流模型,对具有不同几何结构的循环旋风分离器气相流场进行数值模拟,以考察循环旋风分离器的几何结构对其流场的影响。模拟结果表明,循环管可以减小不利于气、液相分离的轴向速度并降低压降,防液罩可以在不增加压力损失的情况下增强气、液相分离的主要动力——切向速度,循环旋风分离器存在一个最佳入口直径。

循环旋风分离器内气液两相流动数值模拟

采用雷诺应力模型RSM对循环旋风分离器内气液两相流动的情况进行了数值模拟研究,讨论了循环旋风分离器内切向速度、轴向速度、径向速度、压力场、雷诺应力的分布特点以及相同入口速度下分离器内液滴运动轨迹与分离器的分离效率。数值模拟结果表明,循环旋风分离器切向速度呈现明显的驼峰状,轴向速度上行流和下行流明显,径向速度相对较小,压力由轴心向外逐渐升高,雷诺应力分布复杂且无明显规律,分离器对小直径液滴分离效率较低,入口速度对分离效率的影响比较明显。

循环旋风分离器内流场的数值模拟

采用CFD模拟软件Fluent6.2提供的雷诺应力模型(RSM)对循环旋风分离器内的流场进行了数值模拟研究,并与实验结果进行了比较,模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明,循环旋风分离器特殊的流路设计,提高了内部流场的对称性,规整了气流,减少了紊流的产生,降低了设备的压降。对局部涡的分析,为进一步了解循环旋风分离器的分离机制和优化结构提供了参考依据。

循环旋风分离器的压降性能计算

采用CFD软件Fluent 6.2对循环旋风分离器不同结构对其压降的影响进行数值模拟,模拟结果与相应的实验数据基本吻合。模拟结果表明,只考虑入口截面积和升气管直径对循环旋风分离器压降的影响是不完整的,升气管的插入深度、升气管底端与折流板之间的距离、折流板的尺寸以及入口气速对循环旋风分离器的影响都是不能忽略的。