1、超音速旋流分離技術(shù)利用超音速流動(dòng)條件下氣體的低溫凝結(jié)效應(yīng)結(jié)合旋流分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)多組分氣體中凝點(diǎn)較高組分的冷凝分離，整個(gè)過程集制冷、冷凝和分離過程于一體，具有結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，無轉(zhuǎn)動(dòng)件，等熵效率高等優(yōu)點(diǎn)，在天然氣脫水凈化等混合氣體分離領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是該項(xiàng)技術(shù)還存在軸向速度高，離心分離不充分的缺點(diǎn)。為了克服上述缺點(diǎn)，誕生了將超音速旋流分離技術(shù)與渦流效應(yīng)相結(jié)合的兩相渦流管分離技術(shù)。 針對(duì)兩相渦流管分離特性，本文提出了超音

2、速噴嘴渦流管技術(shù)，對(duì)超音速噴嘴和其他部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過對(duì)超音速噴嘴渦流管內(nèi)部氣體的流動(dòng)行為的數(shù)值分析，預(yù)測出該裝置可以實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。建立了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以空氣-乙醇蒸汽的混合氣體為介質(zhì)，對(duì)超音速噴嘴渦流管的混合氣體分離性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并且得到了操作和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)分離性能的影響趨勢(shì)。 為提高超音速噴嘴渦流管的混合氣體分離性能，采用了外加凝結(jié)核心輔助蒸汽凝結(jié)的方法增大凝結(jié)液滴尺寸。通過對(duì)非均質(zhì)成核理論的研究，對(duì)外加凝結(jié)核心

3、的選取要求進(jìn)行了分析，得到了外加核心為與混合氣體中重組分互溶、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且揮發(fā)度相對(duì)很小的微小液滴。采用離散相模型對(duì)液滴在超音速噴嘴渦流管中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了分析，并且預(yù)測了該裝置的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)對(duì)裝置分離性能的影響趨勢(shì)。 以空氣-乙醇蒸汽的混合氣體為介質(zhì)、微小水滴為外加凝結(jié)核心，對(duì)采用增大凝結(jié)液滴方法后超音速噴嘴渦流管的混合氣體分離性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用增大凝結(jié)液滴方法后，裝置的分離性能得到一定程度的提高，重組分