分散相相互作用下液-液水力旋流分離特性.pdf

1、液-液旋流器利用混合液中不同介質(zhì)因密度差而受離心力不同，將多相介質(zhì)進(jìn)行分離。在針對(duì)旋流器的數(shù)值模擬中，分散相液滴直徑常被看作定值，從而忽略旋流器流場(chǎng)對(duì)分散相液滴直徑的影響。本文針對(duì)分散相液滴在分離過程中產(chǎn)生的聚合和破裂現(xiàn)象，對(duì)旋流器的分離特性進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　對(duì)旋流器內(nèi)部流場(chǎng)、分散相液滴受力、分散相的破裂和聚合機(jī)理三個(gè)方面進(jìn)行了理論分析。得出液-液旋流器內(nèi)部流場(chǎng)主要由外旋流的自由渦和內(nèi)旋流的強(qiáng)制渦構(gòu)成。當(dāng)Web

2、er數(shù)大于12時(shí)，液滴易產(chǎn)生破裂；僅當(dāng)兩碰撞液滴的碰撞接觸時(shí)間超過臨界值時(shí)，才能產(chǎn)生液滴的聚合現(xiàn)象。
　　通過數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比的方式，對(duì)低濃度分散相系統(tǒng)下液-液旋流器中的聚合和破裂核函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選。同時(shí)，對(duì)液-液旋流器內(nèi)部流場(chǎng)分布、速度場(chǎng)分布、分散相濃度及分散相破裂和聚合區(qū)域分布進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：Lerh提出的聚合和破裂核函數(shù)較其它函數(shù)更適合低濃度分散相下旋流器模擬，其與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差接近12％。各向速度和湍流強(qiáng)度分布

3、呈組合渦形式與理論分析一致。
　　對(duì)旋流器內(nèi)部分散相的體積分?jǐn)?shù)及源項(xiàng)進(jìn)行了分析，且對(duì)不同入口流量下旋流器內(nèi)部流場(chǎng)及分散相分布進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：分散相的聚合率隨分散相濃度增加而增大，破裂率隨湍流強(qiáng)度以及速度梯度的增大而增大。隨著入口流量的增加，旋流器內(nèi)部各向速度及湍流強(qiáng)度同時(shí)增大；分散相在圓柱段、大圓錐段及小圓錐段下端濃度隨之增加。入口流量的增加對(duì)于破裂現(xiàn)象起著促進(jìn)作用，且隨著速度的增加，破裂現(xiàn)象的增強(qiáng)幅度隨之降低。