轴流式旋流分离器研究进展

的两 相流 进行 旋流分 离 。 由于 轴 向人 口结 构采 用
周 向对称 布置 ， 使 其 相对 于切 向入 １ ３结构 有 效 降
低 了人 口处循 环 流的影 响 ， 提 高 了分离效 率 ， 同时 入 口处 湍流作 用减 弱 ， 减小 了入 口处 的压 力损 失 。
类型、 结 构参 数及 操 作 参 数等 诸 多 方 面做 了很 多 研 究 。具体包 括应 用计算 流体 动力 学 的方法对 旋
螺旋 叶 片入 口形式 的小 处理 量 、 小 尺寸 、 用 于细颗
口是 由 ６个倾 斜 的平 板组 成 的倾 斜 平板 式 叶片 ； 入 口是 单头 连续 的螺 旋 叶 片 ； 在单 头 连 续 螺旋 叶 片 的基 础上 加 集 液 锥 的结 构 ¨ 。并 对 ３种 结 构 形 式做 了对 比实 验 ， 最 终 根 据实 验 数 据 的 分析 得 出了能 够 预 测 分 离 效 率 的数 学 模 型 。Ｈ ｓ ｉ ａ ｏ Ｔ ａ － Ｃ ｈ ｉ ｈ等 对轴 入式 旋 流器 的结 构 类 型做 了研 究 ， 认 为不 同入 口形 式下 的分 离效果 是 由两种 旋流 器 内 不 同的 流形 造 成 的Ⅲ 。并 通 过 实 验 确 定 了一 种 最佳 的轴 入式 分离 器结 构形式 。 目前 ， 研究 报道 的导 流 叶片形 式多种 多样 ， 但 由于叶 片在入 口处起 到导 流 的作用 ， 是 入 口处 压 力急 剧增 大 的部 分 ， 往往 是 轴 流 式 分离 器 中较 易 损坏 的部 件 ， 因此 在 导 流 叶 片设 计 上 除 了要 考 虑 叶 片的导 流效 果 外 ， 还要 考 虑 到 叶 片应 用 的可 靠 性， 另 外导 流 叶片 的加工 难 度 也 是 影 响其 能 否 广 泛应 用 的重要 因素 ， 因此综 合考 虑 ， 导流 叶片 的设
轴流式 旋流 分 离 器 又被 称 为 轴 入式 、 导 流 叶 片式 、 导 叶式旋 流分 离 器 。 目前 已有 部 分 学 者对 采用 轴 向入 口形 式 的旋流 分离器 进行 了研 究 。较
国家“ ８ ６ ３ ” 计 划 课 题 资 助项 目（ ２ ０ １ ２ Ａ Ａ ０ ６ １ ３ ０ ３ ） 。
流器 内部流场 进 行模 拟 分 析 ， 加 工 样 机 进行 室 内 实验或 现场 实验分 析等 。 目前对 切 向入 口水 力 旋 流 器 的研 究 居 多 ， 对
轴 向人 口旋 流器 的研究 偏少 。轴 流式旋 流 分离器 与常 规切 向人 口的旋 流分 离器相 比具有 径 向尺寸 小、 结 构 紧凑 、 压力损 失小 、 改善 入 口处 循环 流 、 分
２ ０
化
工 机
械
２ ０ １ ４焦
轴 流 式旋 流分 离器 研 究 进展
赵 立新料 宋 民航 蒋明虎 李 枫 张 勇
（ 东 北 石 油 大学 机 械科 学 与 工 程 学 院 ）
摘 要 介 绍 了轴 向入 口旋流 分 离技 术 的研 究进 展 ， 包括 导 流 叶 片 的 结 构 形 式 、 数 值 模 拟 研 究及 实验 研
多研 究人 员 投 入 到对 旋 流 器 的 研 究 中。Ｙ ｕ ａ ｎ Ｈ 和Ｔ ｈ ｅ ｗ Ｍ Ｔ率 先开 始研 究用 于 油水 分 离 的 水 力
旋流 器 … ， Ｐ ｅ ｔ ｔ ｙ Ｃ Ａ等 对旋 流 器提 出了反 向 出流 的结 构类 型 ， 贺杰 等研 究 人 员 对旋 流器 的结 构
常见 的导流 叶 片类 型 包 括直 螺 旋 叶 片 、 圆 弧 叶片 及 倾斜 平板 式 叶片 （ 图１ ） 等 。虽然 叶片 的形 式多
种多 样 ， 但从 分 离原理 来说 ， 都是 利用 人 口结构产 生对 流体 的导 向作 用 ， 使 人 流 的轴 向速 度 转 变 为
利于 两相分 离 的有 效 切 向速 度 ， 从 而对 密 度 不 同
赵立新 ， 男， １ ９ ７ ２年 ６月 生 ， 教 授 。黑 龙 江 省 大 庆市 ， １ ６ ３ ３ １ ８ 。
第４ １卷
第 １期
化
工 机 械
２ １
Байду номын сангаас
进行 了数 值模 拟 ， 分 析 了螺 旋 叶 片 的结 构 参 数 对 分离 器 内部速 度 场 和 压力 场 的影 响 ， 并 通 过 实 验 分析 了不 同操 作 参 数对 其 分 离 效 率 的 影 响 ， 证 明 了该 导 向式入 口类 型具 有很 高 的分离 效率 和较低 的压 力损 失 。Ｖ ａ ｕ ｇ ｈ ａ ｎ Ｎ Ｐ也 提 出 了一 种 基 于
旋 流器 的应用 领域 。笔 者对轴 流 式旋流 器 的研究
张 荣克 和廖 仲武对 旋风 分离 器 的正 交直母 线
导 向叶 片 的设 计 参 数进 行 了具 体 的介 绍 ， 包 括 常 见导流 叶片 的类 型 、 部 分 叶 片 准线 方 程 的 推导 及
概 况进 行 了简要 的分析 总结 ， 意 在 提 出今 后 对 轴
究 等 。 对轴 流 式 旋流 分 离 器 的发 展 趋 势 进 行 了 简要 分 析 ， 并 指 出今 后 应 从 哪 些 方 面 开 展 对 轴 流 式 旋 流
分 离器 的研 究 工 作 。
关 键 词 旋 流 分 离器 轴 向入 口 结 构 趋 势
中图分类号
Ｔ Ｑ ０ ５ １ ． ８
文 献 标 识 码 Ａ
文章编号
０ ２ ５ ４ — ６ ０ ９ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ２ ０ — ０ ６
水 力旋 流器 因其结 构简 单 、 分 离效 率高 、 经济 适 用及 易 于维护 等多 方面 的优点 ， 已经 在石 油 、 化 工等 行业得 到越 来越 广泛 的应用 。国内外 已有很
离效 率高且 流 场更加 稳定 的优点 。对 轴流 式人 口 旋 流器 的深入 研究 有利 于提高 旋流 分离器 内部 流
ａ ． 直 螺旋 叶 片 ｈ ．圆 弧叶 片
ｃ ． 倾 斜 平 板 式 叶 片
圉
图１ 导 流叶 片类型
场 的稳 定性 ， 提高分 离效 率 ， 简化安 装工艺 并 拓宽
流式人 口旋 流器 的研究 和创新 方 向 。
１ 导流 叶片 结构形 式研 究进展
叶片 出 １ ３面 积 的 计 算 等 。并 根 据 实 例 介 绍 了
具体 叶片参 数在 计算 和加 工时 的展开 下料 图 。 目前 采用直 螺旋 叶片 的入 口导 流形式 应用 较 多 。蒋 明虎等 研 究介 绍 了一 种 轴流 式 分 离 器 ， 入 口结 构采 用螺 旋 叶 片 的形 式 ， 并 且 对该 结 构 类 型