旋流板除沫器分离效率的计算

作者/来源：王志雅（上海中芬电气工程有限公司，上海 201203）   日期： 2007-02-22   点击率：857

0  前言     旋流板除沫器一般安装在塔器（或其他容器）顶部气体出口管下方，利用旋流叶片的导向作用使穿过旋流板的气流发生旋转，气流夹带的液滴在离心力作用下甩向塔壁，被壁面粘附、聚集后沿壁面流下而达到分离的目的。由于气液之间存在巨大的密度差，利用离心力实现分离是十分有效的，所以旋流板除沫器一般有很高的分离效率，同时它具有结构简单、体积小、通量大、压降低、操作弹性大、不易堵塞等许多优点，理应得到十分广泛的应用。然而事实上除了在氮肥、甲醇等少数行业中旋流板除沫器使用得较为普遍外，这项技术并未得到应有的推广。笔者认为，一个主要的原因是找不到计算诸如预期分离效率等重要参数的方法，以致只有少数富有使用经验的设计者热衷于采用它。自1972年有关旋流板除沫器的第一篇文献问世以来，三十多年里发表了许多有关旋流板的文章，但还没有涉及旋流板除沫器分离效率计算的，本文意在填补这个空白方面抛砖引玉。 1  公式的推导 1.1  过程的假设     旋流板除沫器上方流场是复杂的，在对其规律尚缺少精确研究的条件下，对分离过程依据经验作一些简化的假设，有助于在经典流体力学的范畴推导出实用的计算公式。     图1是塔顶旋流板除沫器的典型结构，图2是旋流板除沫器的部件图。气流经仰角为α的旋流板叶片导引,作升角为α的螺旋上升运动。液滴在离心力作用下向塔壁作径向沉降运动，由图1可见，其最大距离为1/2 (D0-DM)。在除沫器上方存在一个气液分离段的有效高度，在H同1/2 (D0-DM)相比不是很大时，把图1中的H视为气液分离段的有效高度，应当是可以的。 图1  塔顶旋流板除沫器安装示意图 图2  旋流板除沫器示意图   1.2  分离时间     液滴质点的沉降速度是其所历途径对时间的微分：                     (1)     在文献[1]中，笔者曾在前人对重力场中斯托克斯（Stokes）沉降研究成果的基础上，推导了颗粒在离心力场中的沉降公式。同样，在本文讨论的场合....