毫秒級(jí)氣液快速旋流分離的研究.pdf

1、氧碘化學(xué)激光器(COIL)一種發(fā)展極為迅速的新型短波化學(xué)激光器，在軍事工業(yè)和各種民用工業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。我們團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新的氣液噴射器單重態(tài)氧發(fā)生系統(tǒng)，由于從噴射器中出來(lái)的產(chǎn)物具有較大的氣液比，為了盡量地減少單重態(tài)氧在分離過(guò)程中的猝滅反應(yīng)，就要求液滴的停留時(shí)間要盡量的短。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的氣液旋流分離器。
　　本文利用Muschelknautz模型分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸，并確定了3個(gè)不同的設(shè)備尺寸。使用雷諾應(yīng)力模型對(duì)設(shè)備的氣相

2、流場(chǎng)進(jìn)行了模擬，采用離散相模型和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式對(duì)設(shè)備在負(fù)壓和常壓下的分離性能進(jìn)行了模擬；并使用渦擴(kuò)散模型和實(shí)驗(yàn)對(duì)20kPa的中試裝置進(jìn)行了猝滅反應(yīng)的考察；最后對(duì)中試設(shè)備進(jìn)行了設(shè)備放大，獲得如下結(jié)論：
　　(1)設(shè)備的尺寸因子是決定新型氣液旋流分離器性能的主要因素，入口和出口尺寸對(duì)分離器的壓降影響很大，對(duì)分離效率影響不大。
　　(2)RSM模型模擬可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)旋流器的壓降和速度場(chǎng)，CFD模擬結(jié)果與Wang的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)十分吻合

3、，三個(gè)不同結(jié)構(gòu)尺寸的氣液旋流器的流場(chǎng)跡線十分相似；新型氣液旋流分離器的切向速度呈現(xiàn)“蘭金渦”分布；設(shè)備的壓力最大處在入口處，最低值在出口附近，隨著設(shè)備尺寸的減少，壓降越來(lái)越大。
　　(3)氣液旋流分離的工作壓力可以顯著地影響氣液旋流分離器的分離性能，負(fù)壓時(shí)實(shí)驗(yàn)的分離效果和CFD的離散相模型計(jì)算結(jié)果十分相似，隨著工作壓力的增大，CFD的離散相模型已經(jīng)不能準(zhǔn)確地模擬真實(shí)的氣液兩相的旋流分離；在氣液旋流分離器內(nèi)，液滴的尺寸和入口位置都會(huì)