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石油机1 械
2008年第 36卷第 2期 CHINA PETROLEUM MACIIINERY
..试验研究
导叶角度对轴流式气液旋流器分离性能的影响
金向红金有海王振波王建军
((华东) 多相流实验室 )
摘要对于低含液浓度的气液两相流,轴流式气液旋流器具有良好的分离性能。导向叶片的
几何尺寸是影响轴流式气液旋流器分离性能的重要因素,对导叶出口角度分别为 15、20、25和
30。的轴流式气液旋流器的试验研究显示,在稀相时,导叶角度 25。的旋流器分离效率最高, 导叶
角度 15。的旋流器分离效率最低,而导叶角度 20和 30。的旋流器的分离效率介于二者之间。流量
一定时,轴流式旋流器的压力降随着导叶角度的增大而降低。研究还发现旋流器分离的临界速度
受气体含液浓度影响不大,主要受旋流器结构尺寸的影响,对于一定的导叶角度,分离器的压力
降随着流速的增加呈抛物线上升,与局部压降公式吻合。
关键词轴流式气液旋流器导叶出口角度分离效率压降损失
4部分组成。
士
百
气液旋流器是石油、天然气开采和化学工业中
气液两相流分离的重要设备,按两相流进入方式的
不同,气液旋流器可大致分为切向式和轴流(导
叶)式 2类。切向式流体从圆筒端部切向进入设
备并产生强烈的旋流,气液两相由于重力和离心力
的综合作用,液体被驱向筒壁并向下进入集液室,
气体沿径向向旋流器的中心流动形成反转气流从顶图 1 气液旋流分离试验装置流程简图
l~风机;2一毕托管;3一u形管压力计;4一
部排气管排出。其突出优点是分离效率较高,但由
气液分离器;5一雾化喷嘴;6一液体计量泵;
于流体高度湍流并处于不稳定状态,导致较大的压 7一水槽;8一压力表;9一玻璃转子流量计;
力损失。而轴流式气液旋流器多相流轴向进入导 10一过滤器;11一稳压罐;12一空气压缩机
叶,旋转流由导向叶片产生,由于多相流与导向叶
片的摩擦能量消耗较小,从而使主气流保持稳定, 试验的雾化系统由空气压缩机、缓冲罐、空气
并有助于其层流特性,所以轴流式气液旋流器的突转子流量计、液体计量泵、内混式双流体喷嘴组
出优点是阻力较小 j。成。空气压缩机提供的压缩空气与液体计量泵提供
导向叶片的几何尺寸是影响轴流式气液旋流器的液体同时进入内混式双流体喷嘴,液体在压缩空
分离性能的重要因素。笔者主要研究导叶出口角度气作用下通过喷嘴实现雾化。
对轴流式气液旋流器性能的影响。试验压缩空气压力控制在 MPa,压缩空
气流量为/h。试 5ITI 验前采用激光烟雾粒度分析
试验装置和工质仪对雾化液滴粒径进行测定,粒径分布范围为 d
= 15—25 m 。
气液旋流分离试验流程如图 1所示。整个试验
由进料雾化系统、供风系统、分离系统和测量系统试验采用负压操作,供风系统采用抽风机,试
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一,一石油机械 2008年第 36卷第 2期
验空气流量范围在 30~110 m/h。试验时,在风导叶个数:8;
机抽吸作用下,外部空气与雾化的气一液混合物从导叶角度:l5、20、25、30。;
进