【《旋流式锂氦分离器模型设计案例》1200字】

旋流式锂氦分离器模型设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u26758旋流式锂氦分离器模型设计案例 1312511.1气液分离器工作原理 169561.2气液分离器模型设计 21.1气液分离器工作原理气液两相流体初始状态下按照相同的轴向速度从气液分离器入口进入离心式气液分离器后，通过旋流装置的作用会使得气液混合流体在离心式气液分离器内按一定的切向速度进行旋流运动，而由于气相和液相密度具有较大的差异，所以气相和液相所产生的离心力也相差很大[50]。液相的密度较大，所以受到的离心力更大，液滴率先在离心力的作用下甩向离心式气液分离器的外侧分离器内壁，然后积聚、长大成为较大的液体团，最终这些液体团在重力的作用下流向位于分离器底部的液体出口，然后从排液管流出，而气相的密度较小，所以受到的离心力更小，在分离器内壁外侧已经被长大的流体液团占据的情况下，密度相对较小的气体由于旋涡产生的负压效应只能迅速向轴线处聚集并且折向向上运动，最终从排气口排出。锂/氦气液分离器工作原理如图3-1所示：图3-1锂/氦气液分离器工作原理示意图为了使锂/氦两相流在进入气液分离器后能产生旋流，在入口处设置拥有一定角度倾斜的旋流板，以一定初速度进入气液分离装置的锂/氦两相混合流体通过旋流板后会产生旋流，产生一个切向的速度，密度相较更大的Li冷却剂被甩向更靠近分离器内壁的流道，而密度较小的氦气则在分离器轴线附近聚集，并融合长大，当气泡累计到一定体积时，通过排气阀门排出气泡，从而达到气液分离的效果。1.2气液分离器模型设计基于以上构想及示意图，设计离心式气液分离器的具体结构和尺寸。设计了一种基于微重力条件下多孔材料的旋流式锂/氦气液分离器，该分离器主要由四部分组成：外层安全壳，旋流器、折流板、多孔介质层，并借助SolidWorks画图工具画出锂/氦气液分离器模型如图3-2。图3-2锂/氦分离器模型及其内部结构示意图外层安全壳上设置有锂/氦气液两相混合流体进口、液相工质出口,安全壳壳体内设有位于所述壳体轴心处的憎液相多孔材料柱以及位于所述壳体内壁的亲液相多孔材料层，其中憎液相多孔材料柱与亲液相多孔材料层之间还设置有沿壳体轴向螺旋布置的旋流板。设计了该锂/氦气液分离器的具体尺寸，其中气液分离器的混合流体入口管的管径为30mm，管长为50mm，圆台部分底面圆直径为300mm，高为200mm，圆台内部用于承接旋流叶片的圆锥底面圆直径为200mm，高为160mm，气液分离器中间圆柱段的外径为300mm，分离器筒体部分的长度为460mm，壳体轴心处的多孔材料柱的直径为50mm，高度为400mm，壳体内壁的亲液相多孔材料层的厚度为30mm，亲液相多孔材料层下方的集液室空腔的直径为300mm，高度为30mm，液体出口管的管径为30mm，管长为50mm，整个设备的长度为760mm。表3-1罗列了锂/氦气液分离器主要的组件及其尺寸。表3-1锂/氦气液分离器的主要构件尺寸直径（底面圆直径）管长（高）入口管30mm50mm圆台300mm200mm圆锥200mm160mm筒体300mm460mm多孔柱50mm400mm集液室300mm30mm出口管30mm50mm所设置的旋流板