波紋板內氣液分離流場的數值模擬研究.pdf

1、波紋板是氣液分離器內重要的分離元件，其通道內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和破碎等許多復雜物理現象的兩相分離運動。國內對波紋板的研制主要依靠經驗設計和反復實驗，目前對氣液兩相在通道內的流體力學特性以及分離過程中的理論化數學模型均鮮有報道。
　　基于液滴動力學理論，對波紋板通道內液滴的行為進行了受力分析，將橫混模型引入波紋板氣液分離理論的研究中，建立了描述通道內流動過程的數學模型，推導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行跟蹤計算，得到各參數對分離效率、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與數值模擬結果進行對比，從而驗證了理論計算模型和數值模擬方法的可靠性。論文最后提出波紋板傾角參數設計時不宜超過45°等一些建議。
　　將理論解析、數值模擬和實驗測試三種方法結合起來，對波紋板內氣液兩相分離過程進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