应用欧拉-拉格朗日方法,对双锥型液-液分离旋流器内不同入口速度条件下的分离性能进行数值模拟及试验,得出随着旋流场转速的逐渐增大,旋流分离效率逐渐升高。为研究旋流分离过程中不同流场转速对分离性能的影响因素,采用粒子成像测速技术(PIV)对旋流样机内部速度场进行测量试验,并采用高速摄像技术记录了变转速旋流场内离散相分离过程。结果表明:流场转速对旋流分离性能的影响除离心力外,还受到轴向截面上二次衍生涡流数量及分离过程中油核摆动幅度的影响;本文研究的旋流结构内随着流场雷诺数的增加,轴向截面上二次衍生涡流数量逐渐减少。当雷诺数Re≥2.51×10~5时,可以忽略轴向截面上二次衍生涡流对分离性能产生的不利影响;旋流分离过程中流场低转速旋转时油核摆动幅度较大,使离散相分离轨迹发生偏移,使旋流分离性能降低。测量范围内油核摆动最大幅值像素坐标差为100,在t=5.2 s后油核摆动幅值为0,此时可以忽略油核摆动对旋流分离性能的不利影响。 子成像测速技术（PIV）是一种无扰、瞬态、高精度速度测量方法［17］。本文利用PIV针对旋流样机内部速度场进行测量，主要针对测量区域轴向速度及涡量分布特征开展试验研究流场转速对旋流-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机折。1.2.1设备及工艺试验系统主要分为两部分：一部分是由有机玻璃旋流器样机、储液罐、管道泵、管线、流量计及球阀等构成的两相流循环系统；另一部分是由同步器、激光器、本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name电荷耦合设备（CCD）、图像控制器、谐振腔等构成的测试系统如图2所示。图2试验工艺及流程1.2.2试验方法为减少测量误差，本试验将有机玻璃旋流器样机浸入蒸馏水中，降低测量过程中因激光穿透有机玻璃发生折射对测量精度造成的不利影响。读取工艺内电磁流量计示数，以此来控制旋流器样机入口进液量。根据下式计算相对应的入口速度值：qva=（1）式中q——流量，m3/hv——特征流速，m/sa——入口总面积，m2本试验对入口速度为3~11m/s范围内流场特性进行测量。观察不同转速条件下，旋流器内部轴向速度场分布特性。1.3分离过程可视化试验1.3.1设备及工艺借助高速摄像机，在前述试验用多相流循环系统基础上，使用最大帧率30000fps的高速摄像机，对变转速下的旋流场内油水分离过程进行录制。试验系统如图4所示。图4高速摄像试验系统1.3.2试验方法由于高速摄像机的固有帧率很高，导致其曝光时间较短，因而在试验过程中需要强光照明。本试验在照明装置前端放置一张高透白板，使强光均匀的照射在待测区域内以保障画面清晰。调整旋流场内转速逐渐由低到高，打开高速摄像控制系统，调整Frame值为1500fps，点击Record开始画面捕捉，录制时间为6s，观察6s内转速逐渐增大的旋流场内，油核的摆动情况。1.4分离性能分析为探索PIV及高速摄像试验测量结果与旋流样机分离性能间的关系，本文运用FLUENT数值模拟软件，采用欧拉-拉格朗日方法对旋流器内的离散相油滴分离轨迹及粒级效率进行数值模拟，得出旋流场入口速度分别为3，5，7，9，11m/s时，离散相油滴在旋流样机内部运移及分离情况。为使结论更具普适性，本文将入口速度用雷诺数Re表示出来，即：Re=流场转速对旋流-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机折本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name