含聚浓度对旋流器性能影响的数值模拟与试验

摘要

以螺旋导流式旋流器为研究对象,选用幂律流体模型和离散相模型(DPM)计算了不同含聚浓度条件下的分离性能,对旋流器流场(速度场、压力场)及油滴运移特性进行了细致的分析,并采用高速摄像技术(HSV)开展了相应的分离特性试验。研究发现:聚合物浓度为0时,油滴存在明显的乳化效应,实测效率81.7%;浓度增大后,乳化效应减弱,油滴分散在旋流器内,中心油核消失,效率急剧下降,4000mg/L时旋流器基本无分离效果;浓度增大对压降影响较小,底流压降最高增幅5.6%,最大值不超过200kPa。分析表明,效率下降与切向速度衰减、径向压力梯度减小有关;浓度增大后油滴轴向向下运动的距离增加,呈现向旋流器外壁面运动的趋势,分离时间延长。