波形板汽水分離器汽水分離數值模擬

一、汽流場數值模擬

為了對波形板汽水分離器的計算進行簡化，假設條件如下：

1、由于重力及浮升力垂直于流動方向，不考慮重力及浮升力，將問題簡化為二維。

2、熱態計算中，汽水兩相為飽和狀態，蒸汽和水滴之間無換熱，蒸汽和水滴不發生相變。

3、定常流動，汽相不可壓。

4、采用離散相模型，蒸汽是連續相，水滴為離散相。

5、忽略散熱損失。

根據波形板標準尺寸及建立的模型，取兩塊波形板之間的空間為計算域，劃分網格。采用離散相的模型，在已計算好的主流蒸汽流場中，均勻加入一定量某一直徑的水滴粒子。給定粒子的物性，邊界條件，計算分離效果。改變粒徑、粒子質量流率等參數，計算不同情況的分離效果。

二、離散相數值模擬

對于液滴入口條件，采用了如下定義：液滴入口速度與汽相入口速度相同，每次計算只噴射入同一直徑的液滴。用離散相模型，先計算蒸汽單相流過波形板汽水分離器的流場，用Re數判斷流動形式，若Re＜2200，認為是層流，用層流模型計算；若Re\\\\2200，認為流動為湍流，使用湍流k - E模型計算，選擇壓力速度的耦合方法為SIPLE算法；壓力、動量、k和E的亞松弛因子分別設置為012、015、015和015得出水滴碰到壁面和通過波形板流道出口的百分比，給出各種情況下的分離效率。計算時，采用了立式波形板汽水分離器，對不同水滴直徑進行分析。然后加入一定量某一粒徑的水滴粒子，用Lagrange方法進行粒子的軌跡、蒸汽和水滴兩相耦合計算，計算結果見表1。

表1不同粒徑的水滴汽水分離效果