流场转速对旋流分离性能影响研究

简介

应用欧拉-拉格朗日方法，对双锥型液-液分离旋流器内不同入口速度条件下的分离性能进行数值模拟及试验，得出随着旋流场转速的逐渐增大，旋流分离效率逐渐升高。为研究旋流分离过程中不同流场转速对分离性能的影响因素，采用粒子成像测速技术（PIV）对旋流样机内部速度场进行测量试验，并采用高速摄像技术记录了变转速旋流场内离散相分离过程。结果表明：流场转速对旋流分离性能的影响除离心力外，还受到轴向截面上二次衍生涡流数量及分离过程中油核摆动幅度的影响；本文研究的旋流结构内随着流场雷诺数的增加，轴向截面上二次衍生涡流数量逐渐减少。当雷诺数Re≥2.51×105时，可以忽略轴向截面上二次衍生涡流对分离性能产生的不利影响；旋流分离过程中流场低转速旋转时油核摆动幅度较大，使离散相分离轨迹发生偏移，使旋流分离性能降低。测量范围内油核摆动最大幅值像素坐标差为100，在t=5.2s后油核摆动幅值为0，此时可以忽略油核摆动对旋流分离性能的不利影响。