波形板汽水分离器汽水分离数值模拟

一、汽流场数值模拟

为了对波形板汽水分离器的计算进行简化，假设条件如下：

1、由于重力及浮升力垂直于流动方向，不考虑重力及浮升力，将问题简化为二维。

2、热态计算中，汽水两相为饱和状态，蒸汽和水滴之间无换热，蒸汽和水滴不发生相变。

3、定常流动，汽相不可压。

4、采用离散相模型，蒸汽是连续相，水滴为离散相。

5、忽略散热损失。

根据波形板标准尺寸及建立的模型，取两块波形板之间的空间为计算域，划分网格。采用离散相的模型，在已计算好的主流蒸汽流场中，均匀加入一定量某一直径的水滴粒子。给定粒子的物性，边界条件，计算分离效果。改变粒径、粒子质量流率等参数，计算不同情况的分离效果。

二、离散相数值模拟

对于液滴入口条件，采用了如下定义：液滴入口速度与汽相入口速度相同，每次计算只喷射入同一直径的液滴。用离散相模型，先计算蒸汽单相流过波形板汽水分离器的流场，用Re数判断流动形式，若Re＜2200，认为是层流，用层流模型计算；若Re\\\\2200，认为流动为湍流，使用湍流k - E模型计算，选择压力速度的耦合方法为SIPLE算法；压力、动量、k和E的亚松弛因子分别设置为012、015、015和015得出水滴碰到壁面和通过波形板流道出口的百分比，给出各种情况下的分离效率。计算时，采用了立式波形板汽水分离器，对不同水滴直径进行分析。然后加入一定量某一粒径的水滴粒子，用Lagrange方法进行粒子的轨迹、蒸汽和水滴两相耦合计算，计算结果见表1。

表1不同粒径的水滴汽水分离效果