分液冷凝器中气液分离过程的理论分析.pdf

分液冷凝器中气液分离过程的理论分析
谭凯,陈颖*
广东工业大学材料与能源学院,广州,510006
摘要
针对分液冷凝换热器的气液分离流动过程,建立了稳定流动情况下的一维数学模型。模型综
合考虑了静压,重力,表面张力,切应力,孔径和孔数的影响。考察了在稳定状态下孔径,
孔数及其组合方式对气液分离的影响。同时还考察了入口干度和流量对气液分离的影响。发
现孔径和孔数对气液分离的影响基本相同,但是干度和流量的影响却是相反的。

关键词气液分离,孔径,孔数,干度,流量
A THEORY ANALYSIS OF LIQUID VAPOR SEPARATION IN LIQUID VAPOR
CONDENSER
Abstract:
A mathematical model has set up to investigate the steady state of liquid vapor separation process.
The model includes the contributions of static pressure, gravitational force, surface tension, shear
stresses, orifice diameter and number. The separation performance was researched under different
orifice diameter, number, bination, inlet quality and flow rate. The results show that
orifice diameter and number have similar effect on performance while inlet flow rate and quality
have opposite effect.
Keywords: liquid vapor separation, orifice diameter, orifice number, quality, flow rate

0 前言
等[7-8]发明的一种分液冷凝方法:将冷凝器
气液分离技术被广泛的应用于各种化工过管程分为多个流程,并在流程之间进行汽液
程,目前分离技术运用得比较多的有重力沉分离,及时排出冷凝液,提高下一个流程的
降分离,惯性分离,纤维过滤分离,旋流分进口干度。该冷凝方法采取了多流程和提高
离[1-3]和膜分离[4]。Khairy Elsayed[5]运用干度的设计思想,可使冷凝器的换热性能得
雷诺切应力模型对旋风分离器的入口尺寸到提升。由该方法设计的分液冷凝器结构原
对流场的分布和分离器的性能进行了数值理图见图 1。
计算,发现随着入口尺寸的变大最大的切向
速度将减少,而压降将减小。
等[6]针对分离器的形状,流体物性和压力等
因素对旋风分离器的流动特点进行了实验
研究。Hyonsoo Ahn 等[5]对在微重力情况下
离心力对气液分离现象的影响进行了实验
研究,发现入口管越小,入口液相速度越大, 图 1 换热器原理图
气泡越大的情况下气液分