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文檔簡介
1、超音速分離器是一種新型的天然氣分離處理設備,具有系統(tǒng)簡單、無需添加化學藥劑、無需動力裝置的特點。但目前國內的研究理論尚不成熟,暫不具備商業(yè)使用價值。本文設計了一套實驗用組合可調式超音速分離器,并利用數(shù)值模擬的方法對分離器結構參數(shù)對流場的影響進行分析。以分離器為核心部件,進行室內實驗用測試系統(tǒng)研究。
利用現(xiàn)有的文獻資料,考慮到便于進行結構尺寸影響研究,分離器結構使用組合可調的方式,噴管段按照從小到大設置三種入口角度,每種入口角度
2、喉部直徑均分別設置小中大三種尺寸。分離段中分離翼設計為可滑動結構,考慮密封問題,將分離翼的安裝位置設為5位可調節(jié)結構,分離翼角度可旋轉調節(jié)。擴壓段通過加裝環(huán)形墊塊調節(jié)長度。對這些組合可調結構進行調節(jié)搭配,可形成多種結構,便于實驗研究。
利用Fluent軟件,對所設計的分離器進行數(shù)值模擬,選擇可壓縮模型,以理想空氣為介質,選擇中間參數(shù)的分離器模型模擬。模擬結果表明,該模型具備低溫制冷能力,可產(chǎn)生旋流分離效果。在該模型基礎上,分別
3、改變入口角度、喉部尺寸及分離翼安裝位置進行建模分析。結論如下:
(1)其他尺寸不變,喉部越小,壓力降越大,最低溫度值越低,速度極值越高,但同時流場均勻性越差,低溫區(qū)域長度越短。因此在設計時取值不宜過于偏頗。
(2)其他尺寸不變,入口角度越大,壓力損失越大,速度極值越高,極低溫度越低,但是流場的均勻性變差,低溫區(qū)域長度越短。入口角度的選擇亦需綜合分析考慮。
(3)分離翼位置直接影響激波出現(xiàn)的位置,其他尺寸不變
4、,分離翼位置越靠近入口,流場的均勻性越好,超音速低溫區(qū)越長,相應的,獲得的低溫極值較差,流動速度極值較小。激波出現(xiàn)的位置更為接近出口區(qū),激波對流場帶來的影響越小。因此在確定分離翼安裝位置時,選擇更為接近入口的區(qū)域安裝,能夠獲得較好的流場特性。
對組合可調式超音速分離器測試平臺的研究,確定了實驗的操作參數(shù)入口含液濃度Ci和壓比Pr及性能評價參數(shù)分離效率Et和溫度降△T,并給出了相應的計算計量方法;對實驗裝置及設備安裝調試進行了分
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