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因密度差而受離心力不同，將多相介質進行分離。在針對旋流器的數(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對分散相液滴直徑的影響。本文針對分散相液滴在分離過程中產(chǎn)生的聚合和破裂現(xiàn)象，對旋流器的分離特性進行了研究。主要內(nèi)容及結論如下：
　　對旋流器內(nèi)部流場、分散相液滴受力、分散相的破裂和聚合機理三個方面進行了理論分析。得出液-液旋流器內(nèi)部流場主要由外旋流的自由渦和內(nèi)旋流的強制渦構成。當Web

2、er數(shù)大于12時，液滴易產(chǎn)生破裂；僅當兩碰撞液滴的碰撞接觸時間超過臨界值時，才能產(chǎn)生液滴的聚合現(xiàn)象。
　　通過數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)對比的方式，對低濃度分散相系統(tǒng)下液-液旋流器中的聚合和破裂核函數(shù)進行了優(yōu)選。同時，對液-液旋流器內(nèi)部流場分布、速度場分布、分散相濃度及分散相破裂和聚合區(qū)域分布進行了分析。研究結果表明：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，其與實驗結果誤差接近12％。各向速度和湍流強度分布

3、呈組合渦形式與理論分析一致。
　　對旋流器內(nèi)部分散相的體積分數(shù)及源項進行了分析，且對不同入口流量下旋流器內(nèi)部流場及分散相分布進行了對比。結果表明：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度同時增大；分散相在圓柱段、大圓錐段及小圓錐段下端濃度隨之增加。入口流量的增加對于破裂現(xiàn)象起著促進作用，且隨著速度的增加，破裂現(xiàn)象的增強幅度隨之降低。