毫秒級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。我們團隊開發(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)氧在分離過程中的猝滅反應(yīng)，就要求液滴的停留時間要盡量的短。因此我們設(shè)計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個不同的設(shè)備尺寸。使用雷諾應(yīng)力模型對設(shè)備的氣相

2、流場進(jìn)行了模擬，采用離散相模型和實驗相結(jié)合的方式對設(shè)備在負(fù)壓和常壓下的分離性能進(jìn)行了模擬；并使用渦擴散模型和實驗對20kPa的中試裝置進(jìn)行了猝滅反應(yīng)的考察；最后對中試設(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，入口和出口尺寸對分離器的壓降影響很大，對分離效率影響不大。
　　(2)RSM模型模擬可以準(zhǔn)確地預(yù)測旋流器的壓降和速度場，CFD模擬結(jié)果與Wang的實驗數(shù)據(jù)十分吻合

3、，三個不同結(jié)構(gòu)尺寸的氣液旋流器的流場跡線十分相似；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)壓時實驗的分離效果和CFD的離散相模型計算結(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