基于液膜流型的双入口管柱式气液分离器性能研究

• 作者: 周宇航 陈建义 王亚安 张丁于 马红莹 叶松
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 管柱式气液分离器 双入口结构 气液两相流 分离 流型 控制
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 1221-1231
• 页数: 10页
• 分类号: TQ058.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211215

摘要

管柱式气液分离器(gas-liquid cylindrical cyclone，GLCC)是一种耦合离心力与重力作用的分离设备，常用于深海油气分离。气相带液(liquid carry-over，LCO)是影响GLCC分离性能的关键问题，且LCO率与GLCC上部筒体内的液膜流型有密切关系。因此，通过调控液膜流型来控制LCO率是一种可行方法。提出了一种向上分支的双入口管柱式气液分离器，并在其分支管增设一个阀门以控制两入口间流量比，达到调控液膜流型的目的。利用高速摄像机，通过改变入口气、液流量和阀门开度，系统研究了液膜的分布特征；并利用数值模拟对GLCC液膜流型、内部流线及速度特性做了研究。支路流通面积比从100%改变至0时，流经倾斜管主路的流量增多，液膜占据的筒体壁面高度沿轴向逐渐降低，且液膜集中在倾斜管主路入口附近并形成对分离性能有利的旋环流流型；模拟结果显示，在前述过程中，旋流场涡核中心逐渐稳定，有利于抑制LCO的发生。调节入口阀门开度以调控液膜流型是改善GLCC分离性能的可行手段。