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双锥形油水分离旋流器分离效率正交数值的实验研究
1
作者 周三平 高晨 《化工技术与开发》 CAS 2024年第1期108-114,共7页
以双锥形油水分离旋流器为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法和正交实验方法,针对旋流器的含油率、进口速度、分流比、大锥段角度和小锥段角度等因素对旋流器分离效率的影响,进行了正交数值实验。结果表明,各因素对分离效率影响的... 以双锥形油水分离旋流器为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法和正交实验方法,针对旋流器的含油率、进口速度、分流比、大锥段角度和小锥段角度等因素对旋流器分离效率的影响,进行了正交数值实验。结果表明,各因素对分离效率影响的顺序为:分流比>含油率>进口速度>大锥段角度>小锥段角度。含油率10%、进口速度6m·s-1、分流比25%、大锥段角度15°、小锥段角度1°为最优的参数组合,其中旋流器的大锥段角度和小锥段角度的影响不显著,可以根据实际需要进行调整。通过回归分析推导出了含油率、进口速度和分流比对分离效率影响的经验公式,可供设计时使用。 展开更多
关键词 双锥水力旋流器 油水分离 正交实验方法 数值模拟 分离效率
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激光流场测试技术在水力旋流器中的应用
2
作者 张玉 刘姝 +3 位作者 胡雷静 王振波 齐建涛 孙杰文 《化工机械》 CAS 2023年第4期435-442,472,共9页
介绍了7种流场测试技术(激光多普勒测速技术、相位多普勒粒子动态分析仪、二维粒子图像测速技术、立体粒子图像测速技术、全息粒子图像测速技术、层析粒子图像测速技术、体三维速度场测试技术)的基本工作原理和优缺点,分析了不同激光流... 介绍了7种流场测试技术(激光多普勒测速技术、相位多普勒粒子动态分析仪、二维粒子图像测速技术、立体粒子图像测速技术、全息粒子图像测速技术、层析粒子图像测速技术、体三维速度场测试技术)的基本工作原理和优缺点,分析了不同激光流场测试技术在水力旋流器流场测试中的测试细节、测试内容以及各自的优势和局限。 展开更多
关键词 水力旋流器 激光测试技术 流场测试
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离心式气流分级机不同湍流模型流场模拟结果分析与对比研究 被引量：1
3
作者 刘波 孙国刚 《化肥设计》 CAS 2023年第1期8-11,44,共5页
利用数值模拟方法计算离心式气流分级机内部流场的强旋流动,分别考察标准k-ε模型、RNG k-ε模型、雷诺应力模型这3种湍流模型的模拟结果。结果表明:雷诺应力模型计算结果与实测值数据吻合较好,标准k-ε模型和RNG k-ε模型计算结果与实... 利用数值模拟方法计算离心式气流分级机内部流场的强旋流动,分别考察标准k-ε模型、RNG k-ε模型、雷诺应力模型这3种湍流模型的模拟结果。结果表明:雷诺应力模型计算结果与实测值数据吻合较好,标准k-ε模型和RNG k-ε模型计算结果与实测值偏差较大,可以采用雷诺应力模型模拟离心式气流分级机的流场特性;选用适当的湍流模型对离心式气流分级机内部流场进行模拟,可以更准确地预测强旋流速度场的分布特点。 展开更多
关键词 离心式气流分级机 数值模拟 湍流模型
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矩形入口喷嘴高宽比对管柱式气液分离器性能的影响研究
4
作者 杨志鹏 李强 李庆领 《能源化工》 CAS 2023年第5期45-51,共7页
介绍了管柱式气液分离器的优点及应用范围,在保持入口矩形喷嘴面积不变的条件下,利用数值模拟的方法研究确定分离器分离性能最优的矩形入口喷嘴的高宽比,为管柱式气液分离器的设计与优化提供一定的指导。结果表明,在喷嘴面积一定、矩形... 介绍了管柱式气液分离器的优点及应用范围,在保持入口矩形喷嘴面积不变的条件下,利用数值模拟的方法研究确定分离器分离性能最优的矩形入口喷嘴的高宽比,为管柱式气液分离器的设计与优化提供一定的指导。结果表明,在喷嘴面积一定、矩形高宽比为2.5时,入口切向速度最大,入口筒体截面上液相体积分数最大,分离器的分离效率最高。在较高黏度下,矩形入口喷嘴高宽比为2.5时管柱式气液分离器的分离效果最好。但针对压降分析,矩形入口喷嘴高宽比为3.5时的压降最小。综合分离器分离效率与压降的影响,确定管柱式分离器最优的矩形入口喷嘴高宽比为2.5。 展开更多
关键词 管柱式气液分离器 入口喷嘴高宽比 分离效率 数值模拟
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水力旋流器流场的数值模拟研究 被引量：28
5
作者 魏新利 张海红 +2 位作者 王定标 吴金星 刘宏 《热科学与技术》 CAS CSCD 2005年第2期164-168,共5页
用计算流体力学软件FLUENT,采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环... 用计算流体力学软件FLUENT,采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环流存在,这都对两相分离不利,应改进结构以改变这种流动形式;另外还对油-水两相流场进行了研究,初步揭示了液-液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。 展开更多
关键词 水力旋流器 数值模拟研究 FLUENT 计算流体力学 两相分离 RSM模型 油水分离 模拟结果 湍流模型 流动形式 改进结构 两相流场 结构优化 内流体 循环流 液-液
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旋风分离器旋进涡核的数值模拟 被引量：60
6
作者 吴小林 熊至宜 +1 位作者 姬忠礼 时铭显 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期383-390,共8页
采用雷诺应力模型对旋风分离器内三维非稳态流场进行了模拟计算。结果表明,旋风分离器全空间内都存在旋进涡核现象。对旋进涡核现象和旋进涡核中心的运动规律进行了详细的描述,分析了不同轴向位置的旋进涡核区域内不同点的速度波动幅值... 采用雷诺应力模型对旋风分离器内三维非稳态流场进行了模拟计算。结果表明,旋风分离器全空间内都存在旋进涡核现象。对旋进涡核现象和旋进涡核中心的运动规律进行了详细的描述,分析了不同轴向位置的旋进涡核区域内不同点的速度波动幅值和频率,得到了旋进涡核影响范围以及速度波动规律;通过分析旋进涡核中心的运动频率,得到了旋进涡核出现的强度。模拟结果与采用热线风速仪以及激光粒子成像技术(PIV)测定的实验结果基本吻合。研究结果可以分析旋进涡核对分离效率和压降的影响。 展开更多
关键词 旋风分离器 旋进涡核 数值模拟
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PV型旋风分离器内三维流场的数值模拟 被引量：30
7
作者 吴小林 申屠进华 姬忠礼 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期74-79,共6页
采用雷诺应力模型(Reynolds stress model,简称RSM),在三维贴你坐标系下采用SIMPLE算法求解控制方程,应用Fluent程序数值模拟PV型旋风分离器内三维流场。计算结果与实测值相吻合,轴向速率在中心处有滞流、回流,环形空间顶部有二次流,排... 采用雷诺应力模型(Reynolds stress model,简称RSM),在三维贴你坐标系下采用SIMPLE算法求解控制方程,应用Fluent程序数值模拟PV型旋风分离器内三维流场。计算结果与实测值相吻合,轴向速率在中心处有滞流、回流,环形空间顶部有二次流,排气管末端有短路流。随着排气管直径的减小,切向速率增大。 展开更多
关键词 PV型旋风分离器 三维流场 数值模拟 RSM模型 分离效率 湍流模型
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进口尺寸对旋转流场分离特征的影响 被引量：16
8
作者 王剑刚 张艳红 +2 位作者 白兆圆 黄聪 汪华林 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期205-212,共8页
水力旋流器进口尺寸的设计是提高分离精度的一种有效方法。长期以来,对旋流器进口尺寸影响分离性能的认识主要来自工程实践经验,鲜见从旋转流场和分离机理的角度进行系统性分析的报道。采用计算流体力学方法进行旋转流场模拟,并考察进... 水力旋流器进口尺寸的设计是提高分离精度的一种有效方法。长期以来,对旋流器进口尺寸影响分离性能的认识主要来自工程实践经验,鲜见从旋转流场和分离机理的角度进行系统性分析的报道。采用计算流体力学方法进行旋转流场模拟,并考察进口尺寸缩小后的压力分布特性、三向速度分布和二次涡流结构。研究结果表明:进口尺寸缩小后切向速度数值的上升趋势明显,同时轴向速度和径向速度数值上相对变化较小,管内离心强度显著增高的同时保留了主要的分离结构。而且柱段流体,尤其是远离进口一侧的流体旋转更为充分,轴向速度双峰结构也更为明显。从上述角度来看,进口尺寸缩小后的流场分布情况更加有利于分离。但是,进口尺寸的缩小会加剧旋流管内的二次涡流运动,增大进口处射流的卷吸作用,使流场更加不稳定,从而对分离产生不利影响,因此分离粒度不可能随着进口尺寸的缩小无限制地降低。另外,进口尺寸缩小后,局部损失增大,且二次涡流运动加剧,导致旋流管的能耗会有一定的增加。 展开更多
关键词 进口尺寸 计算流体力学 旋转流场结构 湍流 分离
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空分流程布置及配管研究
9
作者 王洁 《山西化工》 CAS 2023年第12期124-125,128,共3页
介绍空分装置的工作原理、装置在工作过程中的布置要求、方法以及配管布置方法,以期提升空分装置布置合理性,并为后续空分工作的开展提供有效的支持。
关键词 空气分离装置 流程布置 配管
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不同湍流模型在旋风分离器三维数值模拟中的应用和比较 被引量：135
10
作者 王海刚 刘石 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期337-342,共6页
采用标准κ-ε模型,RNGκ-ε模型和RSM(SSG)模型,对气—固旋风分离器中的单相湍流流场进行数值模拟计算。旋风分离器网格划分采用分块划分技术,每一块采用贴体坐标划分网格,计算结果同试验比较,三种模型中以RSM模型的预报结果最为合理,... 采用标准κ-ε模型,RNGκ-ε模型和RSM(SSG)模型,对气—固旋风分离器中的单相湍流流场进行数值模拟计算。旋风分离器网格划分采用分块划分技术,每一块采用贴体坐标划分网格,计算结果同试验比较,三种模型中以RSM模型的预报结果最为合理,对切向速度分布的涡结构给出了合理的预报结果,同时给出了雷诺应力的各向异性特性,但同实验值仍有一定的差别,分析认为同湍流模型本身的原因外,与入口边界条件的选取和网格划分的多少有一定的关系。 展开更多
关键词 旋风分离器 湍流模型 数值模拟 κ-ε模型 RNGκ-ε模型 RSM模型
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排气管对旋风分离器轴向速度分布形态影响的数值模拟 被引量：28
11
作者 高翠芝 孙国刚 董瑞倩 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2409-2416,共8页
采用数值模拟考察了排气管直径及结构对旋风分离器内轴向速度分布形态的影响。结果表明,改变排气管直径可使旋风分离器内轴向速度径向分布出现倒V形和M形两种不同的形态。排气管直径由小到大,轴向速度径向分布逐渐由倒V形转变为M形,轴... 采用数值模拟考察了排气管直径及结构对旋风分离器内轴向速度分布形态的影响。结果表明,改变排气管直径可使旋风分离器内轴向速度径向分布出现倒V形和M形两种不同的形态。排气管直径由小到大,轴向速度径向分布逐渐由倒V形转变为M形,轴向速度滞流最先产生于排气管内并不断向分离器下部空间扩展,排气管直径大到一定程度,轴向速度滞流甚至扩展至整个分离器空间。滞流区的径向范围亦随排气管直径的增大而增大;同时分离器中心轴向速度不断减小,滞流程度增加,甚至出现倒流。排气管下端扩口或缩口均可影响轴向速度的分布形态。上述轴向速度的分布形态与压力的轴向梯度相关,当排气管内能耗在总能耗中所占比例较小时,分离器中心压力的轴向梯度为正,从而使轴向速度产生滞流。 展开更多
关键词 旋风分离器 轴向速度 滞流 排气管
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天然气净化用旋风分离器气液分离性能 被引量：24
12
作者 吴小林 熊至宜 姬忠礼 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2430-2436,共7页
为了系统评价天然气净化用旋风分离器在含液量低时的气液分离性能,利用滤膜采样称重法和Welas在线测量法测量了旋风分离器在入口气速8～24m.s-1、入口液体浓度0.1～2g.m-3时的分离效率和粒径分布;对比了相同入口浓度下旋风分离器气液分... 为了系统评价天然气净化用旋风分离器在含液量低时的气液分离性能,利用滤膜采样称重法和Welas在线测量法测量了旋风分离器在入口气速8～24m.s-1、入口液体浓度0.1～2g.m-3时的分离效率和粒径分布;对比了相同入口浓度下旋风分离器气液分离性能和气固分离性能的异同。实验结果表明,在入口气速为8～24m.s-1、入口液体浓度为0.1～2g.m-3时,旋风分离器的气液分离效率随着入口气速和入口液体浓度的增加而增大,而出口粒径分布范围变化很小;与气固分离相比,在相同的入口气速和入口浓度下,旋风分离器的气液分离效率要高2%～6%;另外,气液分离时出口液滴粒径不大于4μm,而气固分离时出口有大于10μm固体颗粒存在。 展开更多
关键词 旋风分离器 气液分离 分离效率 粒径分布
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基于CFD的水力旋流器流场模拟研究 被引量：23
13
作者 任连城 梁政 +2 位作者 钟功祥 吴世辉 辛桂彬 《石油机械》 北大核心 2005年第11期15-17,46,共4页
介绍了一种利用CFD软件进行水力旋流器流场模拟的方法,展示了对旋流器流场最重要的几个物理量的模拟结果,即静压力、切线速度、密度以及空气柱等的分布情况。通过对以上几个主要参数的模拟结果分析,发现模拟结果基本满足(准)自由涡运动... 介绍了一种利用CFD软件进行水力旋流器流场模拟的方法,展示了对旋流器流场最重要的几个物理量的模拟结果,即静压力、切线速度、密度以及空气柱等的分布情况。通过对以上几个主要参数的模拟结果分析,发现模拟结果基本满足(准)自由涡运动规律;对于具体结构的旋流器,可以利用模拟结果较准确地得出旋流器的结构参数n,为旋流器设计提供可靠的设计依据,亦可研究不同工况下水力旋流器的处理效果。 展开更多
关键词 水力旋流器 CFD 流场模拟 压力 速度 CFD软件 模拟研究 模拟结果 设计依据 分布情况
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石膏浆液旋流器的分离性能实验研究 被引量：11
14
作者 杨强 汪华林 +1 位作者 白志山 刘毅 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期465-470,共6页
通过理论分析及工程经验对石灰石/石膏法烟气脱硫工艺中石膏浆液脱水系统的旋流器进行优化设计,在与工业实际相近的操作条件下,优选出了一根综合性能较好的旋流器。考察了该旋流器的压力、流量与分离效率之间相互关系,与常规石膏浆液旋... 通过理论分析及工程经验对石灰石/石膏法烟气脱硫工艺中石膏浆液脱水系统的旋流器进行优化设计,在与工业实际相近的操作条件下,优选出了一根综合性能较好的旋流器。考察了该旋流器的压力、流量与分离效率之间相互关系,与常规石膏浆液旋流器的分级效率进行了比较,确定了最佳操作条件。结果表明,旋流器的进口流量随着进出口压力差的增大而增大,分离效率随着流量增加先上升后下降。在进口硫石膏颗粒平均粒径为24μm,流量为11.814.8 m^3/h时,分离效率在85%以上,底流出口10μm、15μm以下的颗粒分别占底流出口颗粒总体积的1%、10%左右,起到了很明显的分级浓缩作用,分离性能也优于常规使用的石膏浆液旋流器。 展开更多
关键词 烟气脱硫 石膏浆液脱水 旋流器 分离性能
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旋流器切向速度测试与分布规律分析——液-液水力旋流器速度场研究之一 被引量：30
15
作者 蒋明虎 王尊策 +1 位作者 赵立新 贺杰 《石油机械》 北大核心 1999年第1期20-23,共4页
采用多普勒激光测速仪（ＬＤＶ）及配备的频移装置，对双锥体结构水力旋流器切向速度进行测试并找出了分布规律。分析研究结果表明，旋流器的切向速度场由外部准自由涡和内部准强制涡两个区域构成，其分界面为最大切向速度ｖｔｍａｘ的... 采用多普勒激光测速仪（ＬＤＶ）及配备的频移装置，对双锥体结构水力旋流器切向速度进行测试并找出了分布规律。分析研究结果表明，旋流器的切向速度场由外部准自由涡和内部准强制涡两个区域构成，其分界面为最大切向速度ｖｔｍａｘ的轨迹面，结构设计合理时，此轨迹面为一圆柱面。从切向速度场的分布规律可看出，双锥体结构水力旋流器的速度分布合理，流场稳定，可得到较好的分离效果。 展开更多
关键词 水力旋流器 速度场 分布规律 切向速度 分离器
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油水分离用复合式水力旋流器结构设计 被引量：12
16
作者 蒋明虎 王尊策 +2 位作者 刘晓敏 李枫 赵立新 《流体机械》 CSCD 2002年第6期17-19,共3页
通过改进油水分离结构配置形式、优选主要构件的设计 ,提高了油水分离用复合式水力旋流器的分离性能 。
关键词 油水分离 复合式 水力旋流器结构设计 效率
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涡流空气分级机内湍流涡频谱对其性能的影响 被引量：12
17
作者 刘家祥 何廷树 夏靖波 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第5期48-51,共4页
依据湍流基本概念和涡频谱基本理论 ,讨论了涡流空气分级机内不同频率、不同尺度的湍流涡对物料分散和分级精度的影响 ,提出高频脉动的小尺寸湍涡有利于团聚体解吸、粉料的分散 ,能提高物料分级精度和分级效率。在不改变转笼外边缘和导... 依据湍流基本概念和涡频谱基本理论 ,讨论了涡流空气分级机内不同频率、不同尺度的湍流涡对物料分散和分级精度的影响 ,提出高频脉动的小尺寸湍涡有利于团聚体解吸、粉料的分散 ,能提高物料分级精度和分级效率。在不改变转笼外边缘和导流叶片内边缘间环形区宽度的情况下 ,通过在转笼外边缘分别沿径向叶片圆周呈90°角对称加四根杆 ,改变环形区湍流涡频谱分布 ,增加高频小湍涡 ,使得分级精度指数分别从 0 71,0 6 2提高到0 80 ,0 76 ,相对提高 12 7%和 2 2 6 %。 展开更多
关键词 涡流空气分级机 湍流涡频谱 分级指标 湍流尺度 频谱分析
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水力旋流器湍流场数值模拟 被引量：11
18
作者 戴光清 李建明 陈文梅 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期123-126,共4页
引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.... 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正. 展开更多
关键词 水力旋流器 湍流 数值模拟 流场 分离
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高温高压旋风分离器流场模拟及性能试验 被引量：9
19
作者 董瑞倩 孙国刚 +2 位作者 高翠芝 郭广军 刘佳 《中国粉体技术》 CAS 北大核心 2011年第4期1-4,共4页
提出一种圆形径向进口、筒体段扩径的拱顶旋风分离器新结构;并与PV型分离器进行了流场和分离性能对比。结果表明:在相同处理气量下,新型分离器外旋流区切向速度显著大于PV型,中心涡核区轴向速度小于PV型;用中位粒径为9μm的滑石粉进行... 提出一种圆形径向进口、筒体段扩径的拱顶旋风分离器新结构;并与PV型分离器进行了流场和分离性能对比。结果表明:在相同处理气量下,新型分离器外旋流区切向速度显著大于PV型,中心涡核区轴向速度小于PV型;用中位粒径为9μm的滑石粉进行冷模试验,新型旋风分离器分离效率比PV型高约1%;新型旋风分离器结构强度和分离性能优良,适合高温、高压的工况下应用。 展开更多
关键词 旋风分离器 结构强度 分离性能 流场
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操作参数和流体物性参数对水力旋流器的迁移率的影响 被引量：7
20
作者 赵庆国 马重芳 薛敦松 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期328-332,共5页
在迁移率计算模型的基础上，本文对水力旋流器的迁移率与分流比、流量及物性参数之间的关系进行了分析与计算。结果表明，在分流比不变的条件下，流量和物性参数对迁移率的影响只表现在改变分割尺寸d50上, 流量、物性参数及分割尺寸的... 在迁移率计算模型的基础上，本文对水力旋流器的迁移率与分流比、流量及物性参数之间的关系进行了分析与计算。结果表明，在分流比不变的条件下，流量和物性参数对迁移率的影响只表现在改变分割尺寸d50上, 流量、物性参数及分割尺寸的变化遵循旋流器数Hy=const. 的规律。当分流比改变时，分割尺寸略微变化，但迁移率MP'与无因次液滴直径(=d/d50之间的关系不变。这两点均与Thew的回归结果略有区别。在分流比、流量及物性参数同时变化时，本文根据计算结果给出了迁移率及旋流器数与分流比之间的关联式，据此可预估不同操作参数与物性参数下的迁移率。 展开更多
关键词 操作参数 流体 物性参数 单锥水力旋流器 迁移率 液液旋流器 结构参数 流量 分流比 分离效率
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