静态水气分离器分离效率试验研究

目的评估某型静态水气分离器的分离效率。方法采用自行设计搭建的重力条件下地面试验系统,对水气分离器分离效率的评价方法进行了研究,针对激光颗粒测试仪监测法精度不足的问题,提出了重量测试法。采用重量测试法考查了水滴直径、重力以及工作时间等因素对水气分离器分离效率的影响。结果在气体流量为150 L/min,水流量为120~200 g/h的设计条件下,静态测试分离效率平均为（73±11）%,水气分离器气体出口向下动态测试分离效率平均为（87±5）%。同时设计工况下水滴直径和重力对分离效率无影响。结论静态水气分离器分离性能满足设计要求,地面重力条件下水气分离器性能模拟试验方法合理,是水气分离器分离效率研究的有效评价手段。

静态水气分离器分离效率数值模拟

目的评估某型静态水气分离器的分离效率。方法采用计算流体力学欧拉-拉格朗日方法对静态水气分离器进行了数值模拟,建立水滴均匀和非均匀粒径的分离效率统计模型,考查水滴直径、气流速度分布、重力等多个因素对分离效率的影响。结果分离效率的计算值与试验值平均误差小于15%;给定入口气流速度分布,分离效率随着粒径的增大而提高;给定径向和切向速度,分离效率随轴向速度变化显著;考虑重力影响时的分离效率较高,粒径越大影响越明显。结论数值模型和方法合理,为该静态水气分离器性能改进提供了参考依据,并为其它形式的水气分离器性能分析提供了有效的数值方法。

静态水气分离特性的失重飞机实验研究

利用失重飞机提供的短时失重、超重和常重力交变环境,研究了膜式静态水气分离器首级可视化分离室和再循环管道中的水气两相流动构型。首级分离室内变截面蛇形窄通道内变质量流率的气液两相流动表现为间歇状的、不稳定的溪状流,在不同重力阶段具有几乎相同的变化特征。再循环管路内的气液两相流主要以细碎的泡状流和弹状流为主,气泡或气团间平均间距极大,含气率演化过程具有强烈的间歇性,但在抛物线飞行过程中含气率变化的总体特征与重力水平的变化基本无关。这表明静态水气分离器的工作性能基本不受重力影响。