气液旋流分离中两相流动模型的理论研究
第21卷第1期宁波工程学院学报Vol.21No.1 2009年3月JOURNAL OF N I N G BO UN I V ERSI TY OF TECHNOLOGY March.2009
气液旋流分离中两相流动模型的理论研究
汪秀敏,邓艳宁
(宁波工程学院,浙江宁波315016)
摘要:气、液旋流分离过程是气、液两相的三维强旋流运动,以漂移流动模型和颗粒轨迹方程为基础,采用欧拉-拉格朗日方法建立一种新的气液两相流动机理模型,该模型可以用来直接计算气液旋流分离器内部流场中连续相、分散相(液滴)的速度分布情况,通过计算能够预测旋流器内部浓度分布情况,并通过对影响气液分率效率的主要原因—出口气体中的液滴夹带情况进行分析计算,预测旋流器的分离性能。
关键词:气液两相流;旋流分离器器;漂移流动模型;颗粒轨迹模型
中图分类号:T Q051.84文献标识码:A文章编号:1008-7109(2009)01-0097-04
从气体介质中分离悬浮的液体微粒,也就是从气溶胶物系中将分散在其中的液滴捕集下来,是石油化工生产中的一个典型工序,如天然气除水或油,压缩空气中除油水、发酵工艺尾气处理等。1990年, O ranje对四种类型的气、液分离器的性能进行了全面的测试,显示旋流式气、液分离器不仅结构简单、体积小、重量轻、便于安装操作,而且其捕集效率可以达到约100%,是一项具有广阔应用前景的气、液分离技术[6]。气、液旋流分离过程是气、液两相的三维强旋流运动,液滴的形状尺寸都在变化,其流动特性非常复杂,由于不确定的因素较多,计算复杂,同时受气、液两相流理论发展的限制,使气、液旋流分离的理论研究受到很大的限制,长期以来,主要通过实验方法研究其内部流动规律,而在建立反应旋流器内部气、液两相流动特性的机理模型方面,文献报道相对较少。
目前,国内外文献中,尚没有一种能准确反映旋流器内部气、液两相复杂流动特性的机理模型,这极大的限制了气、液旋流分离技术的工程应用和理论设计,而建立能正确预测其流动特性的数学模型,为气、液分离提供可靠的工程设计理论计算公式,是当前气、液旋流分离技术的工程应用迫切需要解决的问题。在这里作者采用Euler-Lagrange方法建立一种新的气、液两相流动机理模型,以计算低含液浓度下旋流器内部气、液两相涡旋流动的情况,本模型采用漂移流动模型,用欧拉方法对气液两相流进行数值表达,结合拉格朗日方法对液滴进行颗粒轨迹的描述。最后确定分离器内流场中连续相(气体)、分散相(液滴)的速度分布、浓度分布,该模型还能通过颗粒轨迹计算,对影响气液分率效率的主要原因———出口气体中的液滴夹带情况进行分析计算。
1流场的Euler方法描述———气、液两相流体的漂移流动模型
Zuber-Findlay漂移流动模型(D rift-Fl ow Model)是在热力学平衡的假设上,建立在两相平均速度场基础上的一种模型[2]。漂移模型提出了一个漂移速度的概念,它象均相流动模型一样将混合物作为一个整体考虑来进行数学表达,但当两相流以混合物平均速度流动时,分散相相对于这个平均速度以一个漂移速度扩散,连续相则以一个反向的漂移速度扩散以保持流动的连续性。模型包括了三个平衡控制方程(不考虑能量守恒):混合物质量守恒方程、混合物动量守恒方程、分散相扩散方程,模型通过分散相扩散方程考虑了两相之间的相互作用以及颗粒群的湍流扩散,与实际的两相流动较接近,非常适合
收稿日期:2008-11-12
作者简介:汪秀敏,女,宁波工程学院交通学院副教授。
宁波工程学院学报2009年第1期
于含液浓度较低的气、液两相旋流分离流动[8]。
1.1混合物质量守恒方程
5ρm
t+ ?(ρm u m)=0 (1)
为了便于表达,无下标表示连续相的参数,分别以下标d和m表示分散相和混合物平均参数。这
里ρ
m 、u
m
分别表示混合物平均密度和平均速度:
ρ
m
=αρ+αdρd (2)
u m=
Q m
A
=αu+αd u d (3)
式中,α、α
d 分别表示连续相和分散相的体积分率,显然α+α
d
=1。这里ρ、u分别表示连续相密
度和速度,这里ρ
d 、u
d
分别表示分散相密度和速度。Q
m
表示总体积流量。
气液旋流分离可以看作稳定流动的不可压缩流体,其混合物的质量守恒方程可简化为:
?u m=0 (4)
1.2混合物动量守恒方程
5(ρm u m)
5g+ ?(ρm u m u m=) ?(τm)- p m+ρm g+M m (5)
式中:M
m 是混合物动量源。τ
m
是包括粘度、湍流和扩散应力的应力张量。
τ
m
=τv+τT+τD (6)
τv是因流体粘性而产生的应力张量,和单相流相似,对于不可压缩流体,可写为:
τv=ρ
m
v m( u m) (7)
这里的v
m
是流体的平均粘度(混合物实际粘度)。
τT是湍流应力张量,也称雷诺应力张量,是一个二阶张量可写为:
τT
ij
=-ρm u’i u’j (8)
τD考虑了气液两相的滑移而产生的扩散应力张量,可写为:
τD=ρ
m
u dm u c m (9)
这里u
cm
是连续相的漂移速度,也就是连续相与混合物的相对速度:
u c m=u-u m (10)
在很多文献中,漂移流动模型常以两相间的滑移速度代替相漂移速度,这是因为实验中测量的常是滑移速度而非漂移速度[7],滑移速度为:
u cd=u-u d (11)
对于不可压缩流体,它们之间的关系可直接推导出来:
u dm=
aρ
ρ
m
u cd=-
aρ
a dρd
u c m (12)
u c m=a dρd
ρ
m
u cd=-
a dρd
aρ
u dm (13)
89
汪秀敏邓艳宁:气液旋流分离中两相流动模型的理论研究
τD=-aa dρρd
ρ
m
u cd u cd=-ρm
a dρd
aρ
u dm u dm (14)
对于稳定流动不可压缩流体,公式(5)可简化为:
(u
m ? )u
m
=g-
1
ρ
m
p+v m 2u m- ?u’m u’m-ρm a dρd
aρ
?(u dm u dm) (15)
1.3扩散方程(分散相质量守恒方程)
根据漂移模型的定义,当混合物以平均速度流动时,分散相相对于平均速度有一个漂移速度,于是得到分散相质量守恒方程,也称作扩散方程:
5(a dρd)
5t+ ?(a dρd u d)=Γd- ?(a dρd u dm) (16)
这里Γ
d 表示分散相的质量源,u
dm
表示分散相的漂移速度:
u dm=u d-u m (17)
对于稳定状态的无源流动,不可压缩流体,公式(5)可简化为:
?(a d u d)=- ?(a d u dm) (18)
用欧拉方法,在Zuber-Findlay漂移流动模型的基础上建立了混合物质量守恒方程(4)、分散相质量守恒方程(15)和混合物动量方程(18)。
混合物质量方程和混合物动量方程类似于单相流方程组,通过计算可以得到两相混合物的平均速度分布,而扩散方程可以确定流场内的浓度分布a
d
,但从方程(15)和(18)可以看出,要求解扩散方程和
动量方程,要求知道漂移速度u
dm (或滑移速度u
dc
),因此方程不封闭,下面采用拉格朗日方法,通过对
液滴颗粒轨迹分析计算分散相(液滴)速度,进而求出漂移速度,对Euler方程进行封闭。
2Lagrange颗粒轨迹模型———液滴速度计算
采用Lagrange法直接模拟气、液两相中离散单颗粒(液滴)的运动轨迹,应用Maxey-R iley颗粒轨迹方程[1],考虑低含液浓度时气、液两相流中液滴受惯性力、阻力、虚拟质量力、重力和浮力、压力梯度
力时,当颗粒在流场达到局部稳定状态时,惯性力为0,即du d
dt
=0,同时忽略颗粒瞬时流动阻力Basset
力,其液滴的拉格朗日运动方程可简化为:
-
3
4d
d
ρC
D
(U-U
d
)|u-u
d
|-ρd C A
d(U-U d)
d t
+(ρd-ρ)g+ρU? U=0 (19)
式中:u、u
d 分别是连续相(气相)和分散相(液滴)的速度,ρ
d
、d
d
分别是液滴颗粒的密度和直径。
C D是阻力系数,C P是颗粒迎风面积,C A为附加质量系数。
对于气、液旋流分离,流动属于准稳定状态的轴对称运动,通过在圆柱坐标中求解该方程,气液两相中液体颗粒在旋流器中的径向、切向和轴向的相对速度,可以通过下式获得:
u cd r=4
3
d d
C D|u cd|
u2θ
r
(
ρ-ρ
d
ρ
)-
4
3
(1+C
A
))d
d
C D|u cd|
(u
r
5u r
5r-
u2θ
r
+u z
5u r
5z (20)
u cdθ=-4
3
(1+C
A
))d
d
C D|u cd|
(u
r
5uθ
5r-
u r uθ
r
+u z
5uθ
5z (21)
u cdz=4
3
gd d
C D|u cd|
u2θ
r
(
ρ-ρ
d
ρ
)-
4
3
(1+C
A
))d
d
C D|u cd|
(u
r
5u z
5r++u z
5u z
5z (22)
式中:u
r 、uθ、u
z
代表无颗粒扰动时的连续相(纯气相)的径向、切向和轴向速度。u
cd
是滑移速度:
U cd=U-U d.
99
宁波工程学院学报2009年第1期3流场的计算
3.1流场中液滴运动轨迹计算
由式(20)、(21)、(22)可以看出,气、液两相滑移速度是关于无颗粒扰动的连续相速度的偏微分方程,确定适当的边界条件,并引入纯气相涡流关系,对该方程进行数值解,可得到低含液浓度时旋流分离器内部气、液两相滑移速度分布情况。应用公式(11)、(12)将连续相速度和滑移速度转化为流场中液滴速度以及漂移速度,即得到流场中液滴运动速度轨迹及漂移速度分布。
3.2涡旋流动中液滴分布浓度计算
假设气、液旋流是稳态、无源的轴对称的流动,分散相扩散方程(18)在圆柱坐标中可推导为:
1 r 5(ra dρd u d r
5r+
5(a dρd u dz
5z=-[
1
r
5(ra dρd u dm r
5r+
5(a dρd u dm z
5z] (23)
可以看出,流场中浓度分布是关于颗粒速度和扩散速度的偏微分方程,确定边界条件和液滴直径,通过数值计算联立求解(20)、(21)、(22)、(23),可以得到旋流分离器中气、液两相涡旋流动时各部分的浓度分布情况。通过对浓度分布的分析,可以分析气相出口中液滴的夹带情况,预测分离器的操作性能。
3.3旋流器分离效率预测
气液旋流分离器由一个进口和上、下两个出口构成,上部是气相出口,下部液相出口。我们假定:当流体到达进口上方气相出口附近时,液滴进入下旋流的液滴将被完全分离,而在上旋流的液滴将被夹带走。
通过计算此处的含液浓度,则分离效率可以通过下式算得:
η=a0ρd V0
a iρd V i
×100% (24)
式中:a
i 、a
分别表示进口、气相出口含液浓度,V
i
、V
分别表示进口、气相出口的体积流量,对于
低含液浓度的气、液分离,V
i
=V0,则可得:
η=a0
a i
×100% (25)
以此预测旋流器的分离效率。
4结论
(1)目前,国内外关于气、液旋流分离理论分析的文献较少,尚没有一种能准确反映气、液两相强旋流动特性的机理模型,本文在两相流漂移流动模型和颗粒轨迹方程的基础上,采用Euler-Lagrange方法建立了描述低含液浓度下气、液旋流分离器内部两相流动情况的理论模型。
(2)该模型是用于数值计算旋流器内部液滴运动轨迹速度分布和两相流动的滑移速度分布情况。
(3)该模型能用来数值分析低含液浓度时两相涡旋流动中液相的浓度分布情况。该模型应用的最大优点是能够描述旋流器内部整个流场的含液浓度分布。
(4)应用该模型通过对旋流分离器内部气相出口部分含液浓度的计算,可以分析分离器排出气体中液滴夹带的情况,预测旋流器的分率效率和操作性能。
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001
胡冰洁秦艳芬:密立根油滴实验中自由下落油滴的变速距离估算3结论
(1)油滴自由下落到匀速的变速时间是t =5.5×10-5s 。
(2)以油滴的变速v 从0→99%v 0过程的速度都算作v 0,这一段时间t 所走的距离估算是
l 0=v 0t =1.17×10-4×5.5×10-5=6.4×10-9
m 。
实验测量中,油滴自由下落到匀速的变速过程可略。
参考文献:
[1]吴泳华,霍剑青,浦其荣.大学物理实验[M ].北京:高等教育出版社,2005.
[2]马文蔚.大学物理实验[M ].北京:高等教育出版社,2005.
[3]西北工业大学高等数学教材编写组.高等数学[M ].北京.科学出版社,2008.
Esti m ate of O il D r op Shift I nterval during Free Fall in M illikan Experi m ent
HU B ing -jie,Q IN Yan -fen
(N ingbo University of Technol ogy,N ingbo,Zhejiang,315016,China )
Abstract:The paper discusses the shift interval of oil dr op during the free fall in the gravity field in the M illi 2kan experi m ent in the way of theoretical deducti on and numerical esti m ate with the conclusi on reached .Key words:M illikan oil -dr op experi m ent;oil -dr op;shift interval;esti m ate
上接第(100)页
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Theoretical App r oach t o T wo -phase Fl ow Model in Gas -L iquid Cycl one Separat or
WANG Xiu -m in,DE NG Yan -ning
(N ingbo University of Technol ogy,N ingbo,Zhejiang,315016,China )
Abstract:This paper intr oduces a ne w gas -liquid t w o -phase fl ow mechanis m model based on the drift fl ow model and particle -traject ory f or mula as well as Euler -Lagrange app r oach .The model can be used t o calcu 2late the s peed distributi on state of the continuous phase and separative phase of the inner fl ow field in the sepa 2rat or and t o p redict the behavi or of the cycl one separat or by means of analyzing and calculating the contributing fact or that affects the efficiency of gas -liquid separati on --the liquid -dr op carried by the gas at the outlet .Key words:gas -liquid t w o -phases fl ow;cycl one separat or;drift -fl ow model;particle -traject ory model 3
01
气液两相流基础概念
Two phase flow fundamental (vapor-liquid, gas-liquid) ● Static quality, is the fraction of vapor in a saturated mixture. No flow or closed system. g g g st g l g g l l M A x M M A A ρρρ==++ ● Flow quality, or vapor quality in two phase flow, it’s convenient to use flow quality instead of the static quality. Open system. g g g g g l g g g l l l m u A x m m u A u A ρρρ==++ ● Thermodynamic equilibrium quality (thermodynamic vapor quality). It can be used only for single-component mixtures (e.g. water with steam), and can take values x<0 (for sub-cooled fluids) and x>1 (for super-saturated vapours) m l g l h h x h h -=- All of the quality above coincide if the two phases are at thermodynamic equilibrium (i.e. HEM). Once taking subcooled boiling model into consideration, the thermodynamic equilibrium quality is not equal with flow quality. ● The void fraction i. T he fraction of the channel volume that is occupied by the gas phase. This void fraction is known as the volumetric void fraction. g V g l V V V α=+
气液分离技术
气液分离技术 气液分离技术是从气流中分离出雾滴或液滴的技术。该技术广泛的应用于石油、化工、( 如合成氨、硝酸、甲醇生产中原料气的净化分离及加氢装置重复使用的循环氢气脱硫), 天然气的开采、储运及深加工, 柴油加氢尾气回收, 湿法脱硫, 烟气余热利用, 湿法除尘及发酵工程等工艺过程, 用于分离清除有害物质或高效回收有用物质。气液分离技术的机理有重力沉降、惯性碰撞、离心分离、静电吸引、扩散等, 依据这些机理已经研制出许多实用的气液分离器, 如重力沉降器、惯性分离器、纤维过滤分离器、旋流分离器等。 一、重力沉降分离 气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。重力沉降分离器一般有立式和卧式两类，它结构简单、制造方便、操作弹性大，需要较长的停留时间，分离器体积大，笨重，投资高，分离效果差，只能分离较大液滴，其分离液滴的极限值通常为 100μm，主要用于地面天然气开采集输。经过几十年的发展，该项技术已基本成熟。当前研究的重点是研制高效的内部过滤介质以提高其分离效率。此类分离器的设计关键在于确定液滴的沉降速度，然后确定分离器的直径。气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。 二、惯性分离 气液惯性分离是运用气流急速转向或冲向档板后再急速转向，使液滴运动轨迹与气流不同而达到分离。此类分离器主要指波纹（折）板式除雾（沫）器，它结构简单、处理量大，气速度一般在 15～25 m/s，但阻力偏大，且在气体出口处有较大吸力造成二次夹带，对于粒径小于 25μm 的液滴分离效果较差，不适于一些要求较高的场合。其除液元件是一组金属波纹板，其性能指标主要有：液滴去除率、压降和最大允许气流量（不发生再夹带时），还要考虑是否易发生污垢堵塞。液滴去除的物理机理是惯性碰撞，液滴去除率主要受液滴自身惯性的影响。通常用于：（1）湿法烟气脱硫系统，设在烟气出口处，保证脱硫塔出口处的气流不夹带液滴；（2）塔设备中，去除离开精馏、吸收、解吸等塔设备的气相中的液滴，保证控制排放、溶剂回收、精制产品和保护设备。现在波纹板除雾器的分离理论和数学模型已经基本成熟，对其研究集中在结构优化及操作参数方面来提高脱液效率。国内学者杨柳等对除雾器叶片形式作了比较，发现弧形叶片与折板形叶片的除雾效率相近，弧形除雾器的压降明显小于折板形，故弧形叶片除雾器的综合性能比折板式除雾器要好。 三、介质过滤分离 通过过滤介质将气体中的液滴分离出来的分离方法即为过滤分离。由于过滤介质相对普通折流分离来说具有大得多的阻挡收集壁面积而且多次反复折流液体很容易着壁，所以其分离效率比普通的折流分离高而且结构简单只需制作一个过滤介质架，体积比普通的折流分离器要小但是它的分离负荷范围更窄超过气液混合物规定流速或者液气比后分离效率会急剧下降，过滤介质分离器的阻力比普通的折流分离器大而且还具有工作不稳定容易带液填料易碎易堵等缺点。过滤型气液分离器具有高效、可有效分离 0.1～10μm 范围小粒子等优点，当气速增大时，气体中液滴夹带量增加，甚至，使过滤介质起不到分离作用，无
气液两相流
气液两相流流型识别理论的研究进展 摘要：介绍了气液两相流的识别理论，探讨了气液两相流流型的划分方法。叙述了两相流流型软测量方法，并重点介绍了图像处理识别、在线流型技术识别、神经网络、基于压差波动理论、混沌理论等识别流型的新方法。 关键词：气液两相流；流型识别 0 引言 相的概念通常是指某一系统中具有相同成分及相同物理、化学性质的均匀物质成分，各相之间有明显可分的界面。从宏观的角度出发，可以把自然界的物质分为三种，即:气相、液相和固相。单相物质的流动称为单相流，如气体流或液体流。所谓两相流(Two-Phase Flow)或多相流(Multiphase Flow)是指同时存在两种或多种不同相的物质的流动。 近年来随着国内外石油和天然气工业的发展，迫切需要开发出精度较高的油气水三相流量在线测量仪，以便掌握各个油井的生产动态。然而，多年来尽管在这方面进行了大量的研究工作，取得了一些进展，但是仍然没有彻底清晰地认识和了解油气水三相混合物的流动型态。在现今的多相流检测技术领域中，流型的识别问题变得越来越重要。 1 两相流流型 由于存在一个形状和分布在时间和空间里是随机可变的相界面，而相间实际上又存在一个不可忽略的相对速度，致使流经管道的分相流量比和分相所占的管截面比并不相等。这就导致了两相流动结构多种多样，流型十分复杂。流型是影响两相流压力损失和传热特性的重要因素。两相流各种参数的准确测量也往往依赖于对流型的了解。因此为了对两相流的特征参数进行测量，必须了解它们的流型。 1.1垂直上升管中气液两相流流型 （1）、泡状流（Bubbly Flow）：气泡以不同尺寸的小气泡形式随机离散分布在流动的液体中。显然，此时气体为离散相，而液体为连续相。随着气速的增加，气泡尺寸会不断增大。 （2）、段塞流（Slug Flow）：在气泡流动中当气泡的浓度增高时，气泡聚合为直径接近于管内径的塞状或炮弹状气泡，气泡前端部分呈现为抛物线形状。在这些塞状气泡之间可带有小气泡的液团。当气泡快速上升时，液体在气泡与管内壁间的间隙中流动。 （3）、混状流（Churn Flow）：当气泡速度进一步增大时，段塞流中的气泡速度也随之增加并产生破裂、碰撞、聚合和变形，与液体混合成为一种不稳定的上下翻滚的湍动混合物。此时气液两相界为离散相。 （4）、环状流（Annular Flow）：液流沿着管道的内壁形成一层液体薄膜，而气流则在管道中央流动。这样，气液两相都变成了连续相。不过，在这种情况下，管道中央的气体通常还夹带着一些液滴一起流动。 （5）、液丝环状流（Wispy－Annular Flow）：当气液两相流为环状流时，继续增加液相流量，管壁的液膜将加厚且含有小气泡，中心的液滴浓度增加，被中心
旋流板式气液分离器的放大规律解读
第3卷第5期过程工程学报 Vol.3 No.5 2003年10 月 The Chinese Journal of Process Engineering Oct. 2003 收稿日期:2003–03–12, 修回日期:2003–05–06 基金项目:中国石油化工股份有限公司科技开发资助项目(编号: 300023 作者简介:魏伟胜(1962–, 男, 广东省五华县人, 硕士, 高级工程师, 主要研究催化反应工程, E-mail: weiws@https://www.wendangku.net/doc/e615990147.html,. 旋流板式气液分离器的放大规律 魏伟胜,樊建华,鲍晓军, 石冈 [石油大学(北京中国石油天然气集团公司催化重点实验室, 北京 102200] 摘要:对旋流板式气液分离器在3种规模、18种旋流板结构下进行了模型实验研究,考察了旋流板结构参数(径向角、仰角和叶片数量对分离效率和压降的影响,并建立了预测分离器压降的关联式,为旋流板结构参数的确定提供了依据. 工业应用的标定结果表明分离器压降预测式是准确的,它可用于工业气液分离器的放大设计. 关键词:气液分离;旋流板;分离效率;压降 中图分类号:TQ028.4 文献标识码:A 文章编号:1009–606X(200305–0390–06 1前言 旋流板式气液分离器是一种典型的基于离心分离原理的气液分离器[1,2]. 分离器的主体为一圆柱形筒体,上部和下部均有一段锥体,见图1. 在筒体中部放置的锥形旋流板是除雾的关键部件,其结构如图2所示(详细结构可参考文献[3]. 旋流板由许多按一定仰角倾斜的叶片放置一圈,当气流穿过叶片间隙时就成为旋转气流,气流中夹带的液滴在惯性的作用下以一定的仰角射出而被甩向外侧,汇集流到溢流槽内,从而达到气液分离的目的. 叶片在竖直方向的倾斜程度用仰角α表示,在径向的排列方式用径向角β表示. 叶片数量、仰角α和径向角β是旋流板的3个重要参数.
气液两相流
热物理量测试技术1 概述 两相流广泛应用于热能动力工程、核能工程、低温工程以及航天领域等许多领域。所谓两相流，广义上讲是指一种物质或两种物质在不同状态下的流动，其中气体和液体一起流动称为气液两相流。对于两相流中的气液混合物，它们可以是同一种物质，即汽—液(如水和水蒸气)，也可以是两种不同的物质，即气—液(如水和空气混合物)。气液两相流是一个相当复杂的问题，。在单相流中，经过一段距离之后，就会建立一个稳定的速度场。但对于两相流，例如蒸汽和水，则很难建立一个稳定的流动，因为在管道流动中有压降产生，由于此压降作用会产生液体的蒸发，所以在研究气液两相流时必须考虑两相间的传热与传质问题。 两相流学科还处于半经验半理论阶段，对于两相流的流动和传热规律进行研究时，除了依靠各种数学物理模型外，还要依靠实验，这就需要两者相结合从而更好地进行研究。 2 两相流压降测量[1] 压降，即两相流通过系统时产生的压力变化，是两相流体流动过程中的一个重要参数。保持两相流体流动所需的动力以及动力系统的容量和功率就取决于压降的大小。一般说来，两相流体流动时产生的压降一般由三部分组成，即摩擦阻力压降、重位压降、加速压降，管道系统出现阀门、孔板等管件时，还需测量局部压降。目前，常用差压计或传感器来测量两相流压降。 2.1 利用差压计测量压降 应用差压计测量气液两相流压降的测量原理图如图1所示。所测压降为下部抽头的压力与上部抽头压力之差。在差压计的Z1截面上可列出压力平衡式如下： （2.1）式中，为取压管中的流体密度；为差压计的流体密度。 由（2.1）可得： （2.2）由上式可知，要算出压降的值，必须知道取压管中的流体密度和差压计读数。 当管中流体不流动时：
气液旋流器的分离性能
收稿日期:2008-12-08 基金项目:国家/8630高技术研究发展计划项目(2006AA06Z224) 作者简介:金向红(1965-),男(汉族),河南驻马店人,副教授,博士,研究方向为多相流分离技术。 文章编号:1673-5005(2009)05-0124-06 气液旋流器的分离性能 金向红1,2 ,金有海1 ,王建军1 ,孙治谦1 ,陈新华 1 (1.中国石油大学多相流实验室,山东东营257061;2.安徽理工大学化工系,安徽淮南232001) 摘要:旋流器内气液两相的分离过程是液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程。对液滴的聚结、破碎机制进行分析,试验验证液相物性、流场强度对液滴聚结、破碎以及旋流器分离性能的影响。结果表明:液相黏度对涡流场中液滴的破碎影响很大,黏度增大分离效率上升;湍流强度是导致旋流场液滴破碎的主动力,当流量达到一定值时,高湍流强度导致液滴破碎,分离效率随流量上升开始急剧下降;液滴聚结、破碎过程对分离器压力降影响不大。关键词:气液旋流分离器;分离效率;液滴;团聚;破碎中图分类号:TQ 05118;TE 969 文献标识码:A Separation perfor m ance of gas -liqui d cycl one separator JI N X iang -hong 1,2 ,JI N You -ha i 1 ,WANG Jian -j u n 1 ,S UN Zh-i qian 1 ,C HEN X i n -hua 1 (1.Institute of M u ltiphase F low in China Universit y of P etro leu m,D ongy ing 257061,China ; 2.D e p ar t m ent of Che m ical Eng i neering ,A nhui U ni ver sity of Science and T echno logy,H uainan 232001,Ch i na)Abstrac t :T he separa ti on o f gas -li qu i d t w o -phase flo w i n t he cyc l one separator is a co m pound process of centr ifuga l sepa ra -ti on ,coa l escence and breakup of drop l e ts .The m echan i s m of drop l e ts coa l escence and breakup w ere discussed .The effects o f liqu i d v iscosity and t urbulence i n tensity on drop lets coa lescence ,breakup and separation perfor m ance we re proved by ex -per i m ents .The experi m enta l results s how t hat the li qu i d v iscosity has much eff ec t on drop l e ts breakup in vortex field ,and the separation effic i ency i ncreases w ith t he li quid v i sco sity i ncreasi ng .T he turbulence i ntensity is the m ai n f o rce w hich breaks up the drop l e ts .W hen the fl ow rate i s up to so m e extent ,the high t urbulence i ntensity breaks up t he droplets ,then t he sepa ra -ti on effic i ency w ill decrease sha rply .W h ile the coa l escence and breakup of droplets has little effect on pressure f a ll i n cy -clone separator . K ey word s :gas -li qui d cyc l one sepa rato r ;separa ti on efficiency ;li qui d drop l ets ;coa lescence ;breakup 传统上,旋流器内气液两相的分离过程只是从 离心沉降来理解,但研究者在试验研究和工程应用中发现,气液旋流分离器内流场是三维强旋湍流,在流场内分散液滴因气液两相的密度差而受到比较大的离心力,产生离心沉降,同时在湍流场内液滴之间又会产生剧烈的碰撞、团聚、破碎和扩散,两相的分离过程是旋流场中液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程。其分离性能不仅受液滴的离心沉降影响,还受湍流场中液滴间碰撞、团聚、破碎以及液相扩散的影响。试验表明,对于稀相气液两相流,液滴间的碰撞、团聚、破碎不仅与气液两相时 均流场有关,还与流场湍动强度、含液浓度以及分散 液相的密度、黏度、表面张力等物性密切相关[1-2] ,但受试验条件限制,目前对液滴聚结、破碎的机制认识还不透彻,单从试验和理论上还很难得出准确的解释[3-7] 。笔者通过试验考察稀相状态时液相黏度对气液旋流器分离性能的影响,并对三维强旋湍流中分散液滴的碰撞、团聚和破碎机制进行分析。 1 液滴在旋流场的聚结与破碎 111 液滴在旋流场的碰撞聚结 旋流器内部是三维强旋湍流场,其切向速度分 2009年 第33卷 中国石油大学学报(自然科学版) V o.l 33 N o .5 第5期 Journa l o f China U n i versity of Pe tro leum O ct .2009
气液分离器的原理
气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法也有： 1、重力沉降； 2、折流分离； 3、离心力分离； 4、丝网分离； 5、超滤分离； 6、填料分离等。 但综合起来分离原理只有两种： 一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法 1、2、3、6）。气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小。 二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同，气体分子距离较远，而液体分子距离要近得多，所以气体粒子比液体粒子小些。 一、重力沉降 1、重力沉降的原理简述 由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过排放管排出。 2、重力沉降的优缺点 优点： 1）设计简单。 2）设备制作简单。
3）阻力小。 缺点： 1）分离效率最低。 2）设备体积庞大。 3）占用空间多。 3、改进 重力沉降的改进方法： 1）设置内件，加入其它的分离方法。 2）扩大体积，也就是降低流速，以延长气液混合物在分离器内停留的时间。 1）设计简单。 2）设备制作简单。 3）阻力小。 缺点： 1）分离效率最低。 2）设备体积庞大。 3）占用空间多。 3、改进 重力沉降的改进方法： 1）设置内件，加入其它的分离方法。 2）扩大体积，也就是降低流速，以延长气液混合物在分离器内停留的时间。
优点：４、由于气液混合物总是处在重力场中，所以重力沉降也广泛存在。由于重力沉降固有的缺陷，使科研人员不得不开发更高效的气液分离器，于是折流分离与离心分离就出现了。 二、折流分离 １、折流分离的原理简述 由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到阻挡，气体会折流而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的液体附着在阻挡壁面上由于重力的作用向下汇集到一起，通过排放管排出。 ２、折流分离的优缺点 优点： １）分离效率比重力沉降高。 ２）体积比重力沉降减小很多，所以折流分离结构可以用在（高）压力容器内。 ３）工作稳定。 缺点： １）分离负荷范围窄，超过气液混合物规定流速后，分离效率急剧下降。 ２）阻力比重力沉降大。 ３、改进 从折流分离的原理来说，气液混合物流速越快，其惯性越大，也就是说气液分离的倾向越大，应该是分离效率越高，而实际情况却恰恰相反，为什么呢？ 究其原因： １）在气液比一定的情况下，气液混合物流速越大，说明单位时间内分离负荷越重，混合物在分离器内停留的时间越短。 ２）气体在折流的同时也推动着已经着壁的液体向着气体流动的方向流动，如果液体流到收集壁的边缘时还没有脱离气体的这种推动力，那么已经着壁的液体将被气体重新带走。在气液比一定的情况下，气液混合物流速越大，气体这种继续推动液体的力将越大，液体将会在更短的时间内
柱式气液旋流分离器设计
柱式气液旋流分离器设计 【摘要】平衡钻井技术有利于防止钻井液漏失、能及时发现和保护油气层，并能提高机械钻速等。但是由于欠平衡装备价格昂贵，制约着这一技术的发展。鉴于这种现状，自行设计了台应用于欠平衡钻井的管柱式气液旋流分离器。管柱式气液旋流分离器是一种带有倾斜切向入口及气体、液体出口的垂直管。它依靠旋流离心力实现气、液两相分离，与传统的重力式分离器相比，具有结构紧凑、重量轻、投资节省成本等优点，是代替传统容积式分离器的新型分离装置。在气液两相旋流分析的基础上，建立了预测分离性能的机理模型，该模型包括了入口分离模型、旋涡模型、气泡及液滴轨迹模型；依据机理模型，提出了管柱式旋流分离器工艺设计技术指标和工艺步骤.设计根据管柱式旋流分离器的机理模型以及设计工况，完成了管柱式旋流分离器的结构设计、强度分析、理论校核、焊接工艺设计以及分离器内气液两相流的数值模拟，为工程设计和理论设计提供一定的理论依据。 【关键词】欠平衡钻井技术旋流分离器气液两相流动分离机理 模型设计
Gas-liqulid Cylindrical Cyclone Author: Wang maohui(School of Mechanical Engineering, Yangtze University) Tutor: Feng Jin (School of Mechanical Engineering, Yangtze University) 【Abstract】The balanced well drilling technology is advantageous in preventing loss of circulation, can promptly discover and protect hydrocarbon zone ,also can enhance the penetration rate. But the expensive under balance equipment has restricted this technology’s s development. In view of the situation,I designed a gas-liqulid cylindrical cyclone independently for the balance under drilling .The GLCC is one kind has leans the bevelling to the entrance and the gas, the liquid exportation hangs the ascending pipe. It can realize the gas-lip fluid separation depends upon the cyclone centrifugal force. compared with the traditional gravity type separator, which has the compact structure, the lighter weight, the smaller investment and so on.It’s a new disengaging equipment which replace the traditional volume type separator. On the basis of the gas-liquid two-phase cyclone analyses , has established the forecast separation performance mechanism model, this model include the entrance separation model, the whirlpool model, the air bubble and the bubble path model; Based on the mechanism model, proposed the tube column type cyclone separator technological design technical specification and the craft step.The design basis tube column type cyclone separator mechanism model as well as the design operating mode, has completed the tube column type cyclone separator structural design, the intensity analysis, the theory examination, in the welding technological design as well as the numerical simulation of the gas-liquid two phase floe in the separator simulations, provide the certain theory basis for the engineering design and the theoretical design. 【Key words】:Under balanced drilling technology ，cyclone separator, Gas-Liquid two-phase flow, separation mechanism odel ，Design
气液两相流 整理
第一章概论 相的概念：相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开 两相流动的处理方法：双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法 目前研究存在的问题：1、多相流问题未得到解析解；2、油气水三相流的研究不够深入；3、水平井段变质量流动研究较少；4、缺乏向下流动的综合机理模型；5、缺乏专用研究仪器 气液两相流的分类：1、细分散体系：细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中 2、粗分散体系：较大的气泡或液滴分散在连续相中 3、混合流动型：两相均非连续相 4、分层流动：两相均为连续相 气液两相流的基本特征： 1、体系中存在相界面：两相之间也存在力的作用，出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失 2、两相的分布情况多种多样：两相流动中两相介质的分布称为流型 3、两相流动中存在滑脱现象：相间速度的差异称为滑脱，滑脱将产生附加的能量损失 4、沿程流体体积流量有很大变化，质量流量不变 气液两相流研究方法： 1、经验方法：从气液两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。 优点：使用方便，在一定条件下能取得好的结果 缺点：使用有局限性，且很难从其中得出更深层次的关系 2、半经验方法：根据所研究的气液两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得描述这一流动过程的函数关系式，最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。 优点：有一定的理论基础，应用广泛 缺点：存在简化和假设，具有不准确性 3、理论分析方法：针对各种流动过程的特点，应用流体力学方法对其流动特性进行分析，进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。 优点：以理论分析为基础，可以得到解析关系式 缺点：建立关系式困难，求解复杂 研究气液两相流应考虑的几个问题： 1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流 2、水平或倾斜流动是轴不对称的 3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性 4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题 5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的，相之间有传热和传质 6、各相流速不同，出现滑脱问题，是多相流研究的核心与重点 流动型态：相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构 流型图：描述流型变化及其界限的图。把流型变换的实验数据加以总结归纳后，按照两个或多个主要的流动参数绘成曲线，便可以得到流型图。 影响流型的因素：1、各相介质的体积比例2、介质的流速3、各相的物理及化学性质(密度、粘度界面张力等)4、流道的几何形状5、壁面特性6、管道的安装方式 流型分类：1、根据两相介质分布的外形划分；垂直气液两相流：泡状流、弹状流、段塞流、环状流、雾状流。水平气液两相流：泡状流、团状流、层状流、波状流、冲击流、环状流、雾状流。 2、按流动的数学模型或流体的分散程度划分为：分散流、间歇流、分离流。 两种分类方法的比较：第一类划分方法较为直观；第二类划分方法便于进行数学处理 气液两相流的特性参数： 质量流量:单位时间内流过过流断面的流体质量，kg/s， 气相质量流量:单位时间内流过过流断面的气体质量，kg/s， l g G G G+ =
旋流分离器在石油化工中的应用.
Equipment Manufactring Technology No.12, 2008 旋流分离器常用于选别、分离、分级等目的, 是工业生产中广泛使用的一种流体机械。根据其工作介质的不同, 可分为旋风分离器和旋液分离器。 前者工作介质为气体, 由于结构简单, 造价低廉, 性能比较稳定, 故在超细粉体制备中常用做专用分级机和收尘捕集器; 后者工作介质为液体, 已有一个多世纪的发展历史, 使用也很广泛, 如选煤厂洗煤、造纸厂洗浆、石油开采业油水分离等[1]。由于旋流分离器内的流型比较复杂, 加之影响旋流分离过程的某些现象仍未完全清楚,为使选用或设计的旋流器的性能满足工艺要求, 使用者必须根据自身的生产实际进行适当的换算, 以选择适当的设备。同时, 目前对旋流分离器的理论和实验研究还无法做到深入和全面, 理论研究与实验测试的结果难于统一,很多理论还需要实践的不断检验。 1旋流分离器的工作原理与特点 1.1旋流分离器的工作原理 旋流分离器, 简称旋流器, 是一种利用离心沉降原理, 将非均相混合物中具有不同密度的相分离的机械分离设备。旋流分离器的基本构造为 1个分离腔、 1~2个入口、 2个出口。分离腔主要有圆柱形、圆锥形、柱 -锥形三种基本形式。柱-锥形又有单锥形和双锥形两种。入口有单入口和多入口数种。但在实践中, 一般只有单入口和双入口两种。就入口与分离腔的连接形式来分, 入口又有切向入口和渐开线入口两种。出口一般为两个, 而且多为轴向出口, 分布在旋流分离器的两端。靠近进料端的为溢流口, 远离进料端的为底流口。旋流分离技术可用于液液分离、气液分离、固液分离、气固分离等。工作时, 混合物料由入口切向送入旋流器圆筒部旋流腔内, 在圆筒中形成高速回转运动, 产生离心力场, 在离心力作用下, 混合物内质量较大的部分,发生离心沉降,被抛向器壁而失去动能, 在重力作用下向下旋动, 沉降到圆筒壁上并滑向圆锥体, 经由底流出口排出; 其他质量较小的部分, 由于受离心力作用
柱状气液旋流分离器的研究现状及应用前景
!专题综述# 柱状气液旋流分离器的研究现状及应用前景 寇 杰 (中国石油大学#华东) 摘要 气液旋流分离器(GLCC)依据离心分离原理实现气液的分离,与传统的依靠重力实 现气液分离的容积式分离器相比,具有结构简单、能耗低、质量轻、应用方便等优点。简要介绍了GLCC 的结构、工作原理和研究现状,在此基础上,较为详细地描述了其在石油石化工业中的应用前景。 关键词 柱状气液旋流分离器 气液分离 研究现状 应用前景 引 言 在石油石化工业中,为了满足计量、加工、储存和长距离输送的需要,必须将石油按液体和气体分开,这个过程通常在分离器和塔器中进行,这是油田和炼油厂中使用最多、最重要的压力容器设备之一。 纵观气液分离器的发展过程 \ [1,2\] ,大体分为 3个阶段,最早出现并大量使用的是传统的容器式分离器(立式或卧式)与容器式凝析液捕集器。经过几十年的发展,该项技术已基本成熟。当前研究的重点是研制高效的内部填料以提高其分离效率。容器式分离器仅仅依靠气液相密度差实现重力分离,需要较长的停留时间,因此容器式分离器体积大,笨重,投资高。特别是随着海上油气田的开发,传统分离器更显示了难以克服的缺点。基于此原因,一种新型的分离器)))柱状气液旋流分离器(Gas-L i q u i d Cy li n drical Cyclone ,简称GLCC )应运而生,与传统的容积式分离器相比,它具有结构简单紧凑、能耗低、质量轻、应用方便等优点。同时从环境和安全考虑,它可明显降低烃的残留量\[3\]。一项对几种气液分离器尺寸和质量的研究报告表明:在分离压力为680kPa ,气液流量分别为1980m 3 /d 和16000m 3 /d 的条件下,GLCC 的内径和高度为115m 和6m,这两个尺寸分别是相应的传统立式分离器(217m @1015m )的"-和卧式分离器(5179m @22186m )的"/,另外,其 质量分别是立式的"3和卧式的1/64 \[4\] 。 GLCC 结构、工作原理及研究现状 GLCC 的结构如图1所示。它是带有倾斜切向入口和气体及液体出口的垂直管,既没有可运动部件,也无需内部装置 \[5\] 。气液混合物由切向入 口进入旋流分离器后形成的旋流产生比重力高出许多倍的离心力,由于气液相密度不同,所受离心力差别很大,重力、离心力和浮力联合作用将气体和液体分离。液体沿径向被推向外侧,并向下由液体出口排出;而气体则运动到中心,并向上由气体出口排出。 图1 GLCC 结构示意图 GLCC 的操作受到2个因素的限制,即顶部气 流中的含液量及底部液流中的含气量。气流中出现液体表明携带液体的开始;底部液流中出现气泡表示其已开始携带气体。可以由这2种现象来界定GLCC 的高效运行范围。由于在GLCC 内部气液的流动形式复杂多变,在入口上方的流动形式包括气泡流、分层流、段塞流、环状流和雾状流等;在入口下方的流动形式由一个带有丝状气核的液体旋涡组成;在液面远低于入口时,液体以涡流的形式由 ) 71) 2006年 第34卷 第4期石 油 机 械 CH I NA PETROLEU M M ACH I NERY
机械毕业设计1708柱式气液旋流分离器设计
柱式气液旋流分离器结构设计 柱式气液旋流分离器设计 【摘要】平衡钻井技术有利于防止钻井液漏失、能及时发现和保护油气层，并能提高机械钻速等。但是由于欠平衡装备价格昂贵，制约着这一技术的发展。鉴于这种现状，自行设计了台应用于欠平衡钻井的管柱式气液旋流分离器。管柱式气液旋流分离器是一种带有倾斜切向入口及气体、液体出口的垂直管。它依靠旋流离心力实现气、液两相分离，与传统的重力式分离器相比，具有结构紧凑、重量轻、投资节省成本等优点，是代替传统容积式分离器的新型分离装置。在气液两相旋流分析的基础上，建立了预测分离性能的机理模型，该模型包括了入口分离模型、旋涡模型、气泡及液滴轨迹模型；依据机理模型，提出了管柱式旋流分离器工艺设计技术指标和工艺步骤.设计根据管柱式旋流分离器的机理模型以及设计工况，完成了管柱式旋流分离器的结构设计、强度分析、理论校核、焊接工艺设计以及分离器内气液两相流的数值模拟，为工程设计和理论设计提供一定的理论依据。 【关键词】欠平衡钻井技术旋流分离器气液两相流动分离机理 模型设计
Gas-liqulid Cylindrical Cyclone Author: Wang maohui(School of Mechanical Engineering, Yangtze University) Tutor: Feng Jin (School of Mechanical Engineering, Yangtze University) 【Abstract】The balanced well drilling technology is advantageous in preventing loss of circulation, can promptly discover and protect hydrocarbon zone ,also can enhance the penetration rate. But the expensive under balance equipment has restricted this technology’s s development. In view of the situation,I designed a gas-liqulid cylindrical cyclone independently for the balance under drilling .The GLCC is one kind has leans the bevelling to the entrance and the gas, the liquid exportation hangs the ascending pipe. It can realize the gas-lip fluid separation depends upon the cyclone centrifugal force. compared with the traditional gravity type separator, which has the compact structure, the lighter weight, the smaller investment and so on.It’s a new disengaging equipment which replace the traditional volume type separator. On the basis of the gas-liquid two-phase cyclone analyses , has established the forecast separation performance mechanism model, this model include the entrance separation model, the whirlpool model, the air bubble and the bubble path model; Based on the mechanism model, proposed the tube column type cyclone separator technological design technical specification and the craft step.The design basis tube column type cyclone separator mechanism model as well as the design operating mode, has completed the tube column type cyclone separator structural design, the intensity analysis, the theory examination, in the welding technological design as well as the numerical simulation of the gas-liquid two phase floe in the separator simulations, provide the certain theory basis for the engineering design and the theoretical design. 【Key words】:Under balanced drilling technology ，cyclone separator, Gas-Liquid two-phase flow, separation mechanism odel ，Design
旋流分离器
目前管线常使用的分离设备 1、旋风分离器－效果一般、范围小 2、多管干式分离器－排尘效果差 3、循环分离器－效果一般 4、过滤分离器－效果较好 5、卧式气液分离器－效果好 6、立式重力分离器－使用量大、范围大 旋流分离器 简介：XL旋流分离器是在常用旋风分离器的基础上发展起来的,广泛适合于气、液和气、固混合物分离的高效分离技术。在旋流分离器内部有机地将离心分离，过滤分离等技术集合起来，形成全新的高效分离，真正实现了过程容器根据生产需要“全非标”设计. 符号及含义 L E XL ×/ 温度范围(C常温） 设计压力，MPa 筒体高度，mm 筒体公称直径，mm ，S三相分离） 、W卧式） 注释： ①温度范围与使用条件有关，不同的温度范围要选用不同的材质 目前用C表示工作介质温度为常温（-29～200℃），D表示低温（小于-30℃），Z表示中
Ⅰ型：单级XL旋流分离器 L E XL Ⅰ D × H — P / C Ⅱ型：单级XL旋流过滤分离器 L E XL Ⅱ D × H — P / C Ⅲ型：两级XL旋流分离器 L E XL Ⅲ D × H — P / C
旋流式分离器的核心部件是旋流筒，旋流筒有多种结构形式以满足不同的工况和不同的介质分离要求 需净化的气体进入螺旋形轨道后，在螺旋形轨道中向上旋转运动，旋转上升进入筒体上部，在离心力的作用下，大量液体或固体颗粒被甩向筒体下部的壁面，气体进入筒体上部后，旋转分离的颗粒甩向筒体上部的内壁面，并向下进入集液室中，从而达到了净化气体的作用。由于气体的旋转直径很小，在较小的气体流量和较低的气速下仍有较强的离心力场，确保了分离的效果。 XL漩流分离器的特点 （1）对液体颗粒与固体颗粒有较高的分离效率 XL漩流分离器在原则上采用在螺旋形轨道中低速旋流初步分离，并在第二次风的作用下旋流分离细小颗粒的设计思想消除了诸如液体夹带、剪切破碎、气流雾化、卷吸等因素的影响，保证了设备的分离效率，可以分离3-5um的固体颗粒和10um以上的液体颗粒。 由于固体与液体的密度差较大，所以旋流分离气对于气固分离同样有很高的效率，实验及实践都证明气具有较高的气液和气固分离效率。 （2）弹性大，波动范围40-120% 传统分离器设备对处理量的变化范围要求的比较严格，但是实际生产中要求处理量往往变化