双支T形管内油滴聚结破碎特性分析

摘要

现有研究未对T形管内油滴的聚结破碎情况做进一步分析,且采用PBM模型研究双支T形管内油滴聚结破碎特性的研究尚未见报道.为此,采用CFD-PBM耦合方法对双支T形管内油滴聚结破碎行为及分离特性进行数值模拟分析,同时开展室内试验对模拟结果的准确性进行验证.研究结果表明:T形管支管内的油滴粒径大小受湍动能变化影响较大,湍动能由0.64 m2/s2减小到0.36 m2/s2时,油滴粒径由300 μm增加到460 μm,呈聚结状态,而湍动能由0.36 m2/s2增大到0.60 m2/s2时,油滴粒径由480 μm降低到360 μm,呈破碎状态;随支管高度的增加,其内部湍动能逐渐减弱而油滴粒径却逐渐增大;靠近入口的支管Ⅰ内部油相体积分数明显大于支管Ⅱ,且同一支管内左侧的油相体积分数也高于右侧;双支T形管的分离效率随支管出口分流比的增大呈先升高后降低的趋势,当分流比为50％时,分离效率达到最大值30.2％;最佳分流比条件下,处理量在2～4 m3/h范围内变化时,T形管的分离效率呈逐渐降低趋势,由32.5％降低到25.0％.研究结果可为T形管结构的优化设计提供一定的理论指导.