两级旋流液固分离器结构优化OA

为提高螺旋管分离器的分离性能,研发了一种以螺旋管组作为进料通道的新型两级旋流分离器。采用正交试验对设备的结构参数进行优化设计,确定最优结构:螺旋管圈数为1圈,曲率半径与筒体半径之比为0.76,螺旋管出口位于分离器柱锥分界面以下1倍管径处。通过数值模拟方法对比优化前后的分离性能,并对优化后结构开展验证性试验。结果表明:优化后设备内部中心区域压力分布更加均匀,负压区域大幅收缩,压力损失降低;旋流速度提高,离心力增强,促使颗粒向壁面移动,从而强化液固分离;以径向位置r/R=0.5为界,靠近壁面侧的固相相含率均值提升了5.1%,分离器中心区域的相含率均值下降了28%;固相颗粒在旋流器内部的停留时间缩短,从溢流口逃逸的颗粒数量减少。螺旋管结构参数的优化增强了二级旋流区壁面附近的流动,同时降低了对中心流体的扰动,有利于两级旋流分离器内的液固分离过程。研究可为两级旋流分离器的工程设计与应用提供参考。