新型多旋臂气液分离器入口旋流头的预分离特性研究

新型多旋臂气液分离器可实现大直径分离器内的气液旋流高效分离,其入口旋流头结构是分离器的重要组件之一.通过大型冷模实验,对入口旋流头结构的液滴群粒径分布进行非引出式在线测量,从压降和分离效率角度考察了旋流头的预分离性能.结果表明,在入口直管段,初始液滴粒径会在高速气流的作用下迅速进行重新分布,粒径分布呈类正态分布,Sauter平均粒径(SMD)为16.8μm.在16.95 m/s的气速下,液滴群在H/D=2.47～8.48长度内的入口直管段中运动状态稳定,粒径分布未发生明显变化.在高气速的操作条件下,剪切效应和边壁效应共同作用使SMD略有增大.液滴群在流经旋流臂后,粒径分布发生显著变化,出现"双峰"特征,旋流臂对液滴的聚集效果明显.通过粒径分布分析,预测了旋流臂末端的液滴特征.发现旋流头的预分离性能优越,在压降占比仅3.2％～8.4％的情况下,分离效率占比可高达42.8％～62.5％.入口旋流头结构不仅可以为混合相创造强旋流的初始分离环境,还能借助自身结构特点实现对混合相的惯性预分离.