含分液小孔气液分离器冷态实验研究.doc

文档介绍：中国工程热物理学会传热传质学
学术会议论文编号:123291
含分液小孔气液分离器冷态实验研究资助项目:国家自然科学基金资助项目(),广东省教育部产学研结合项目()
陈雪清,陈颖*,莫松平
(广东工业大学材料与能源学院广州 510006)
(*Tel: [phone], Email:******@gdut.)
摘要本文以水和空气的混合物为工质模拟两相流,对含分液小孔气液分离器进行变空气流量、入口干度的冷态实验。通过分析各参数对气液分离器漏液速率和气液分离效率的影响来获得一定分液小孔的气液分离器的较佳运行工况。、,,分离效率在90%以上。
关键词气液分离;分离效率;漏液速率;分液小孔;两相流
0 前言
蒸汽膜状凝结时,热阻取决于通过液膜层的导热,当液膜厚度越厚,凝结传热强度越弱,因此减小凝结传热热阻,提高传热效率的基本原则是减薄凝结液膜的厚度。对于水平管外凝结,已经开发出两种有效的实现方法。一种是采用带有尖峰的表面,利用冷凝液的表面张力使在其上冷凝的液膜减薄,从而增强换热。如低肋管[1]、锯齿管[2]、GEWA-TXY管[3]、Thermoexcel-C管[4]、径向辐射肋管[5]、花瓣形翅片管[6]等,它们在制冷工质的冷凝器中已得到广泛的应用。另一种方法是采用分段排泄使已凝结的液体尽快从换热表面上排泄掉,如沟槽管[7]。为了强化制冷剂的管内凝结,广泛采用螺旋槽管[8]、横纹槽管[9]、波纹换热管[10]、内螺旋翅片管[11]、微肋管[12]、三维微肋管[13]、鱼骨状微肋管[14]等,它们利用冷凝液的表面张力使肋顶或沟槽脊背的凝结液膜拉薄来强化冷凝传热。Peng et al.[15]提出一种“分液式冷凝”的强化膜状凝结的技术手段,该方法是通过一种多孔隔板的汽液分离结构将传热表面上产生的凝结液体及时排走,从而达到减薄液膜层厚度的目的。课题组[16,17]把这种技术应用到换热器和制冷系统中,研究结果表明分液冷凝原理应用在换热器及其制冷系统中均能获得良好的效果。
为了了解气相流量、入口干度等操作参数对含分液小孔气液分离器的分离效果的影响,本文以水和空气的混合物为工质,对含分液小孔气液分离器进行简单、可视的冷态实验研究,为含分液小孔气液分离器的设计提供帮助。
1 含分液小孔气液分离器的工作原理及结构
含分液小孔气液分离器的工作原理
气液两相混合物从入口流道流入含分液小孔气液分离器,由于气相工质与液相工质的密度相差较大,在流道方向改变时,液流在重力和惯性力的作用下容易背离气流,从而在分离空间中被分离出来,在分液小孔上凝聚,然后通过分液小孔上的小孔,依靠毛细作用力排出,气流则从出口流道流出,如图1所示。
图1 含分液小孔气液分离器工作原理示意图
含分液小孔气液分离器的结构
为了使研究简单、可视,本文把含分液小孔气液分离器试件设计为一进一出含一个分液小孔的结构,并用有机玻璃制作。图2给出了含分液小孔气液分离器的内部结构。上部水平管为入口管,下部水平管为出口管,直径为d,垂直管为分液联箱,直径为D,联箱底部开设一漏液孔,我们称为分液小孔,直径为dd。含分液小孔气