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螺杆空压机结构改进及相关计算结果分析

      1、螺杆空压机结构改进方法

          对原型油气分离器提出以下四种改进方案： 

          改型（1） 将原型油气分离器分离器的中心筒直径加大至0.25m，长度加长0.05m，入口速度提高至11.8m/s。

          改型（2） 在改型（1）的基础上，进一步提高入口速度为18.22m/s。

          改型（3） 在改型（1）的基础上，进一步放大中心筒直径为0.3m。

          改型（4） 在改型（3）的基础上，提高入口速度为18.22m/s。

          由于原型设计为定型产品，其外形尺寸（主要是分离器直径）受限，因此此次改型暂不修改分离器直径，以利于产品生产。 

        2、改型设计计算结果分析

       
        1） 改型设计后的流场

          四种改型设计的流场中，中心筒下方都没有了绕分离器中心轴旋转的小旋涡，流线接触壁面的几率明显增加。特别是改型（3）、（4）的流场，由于中心筒直径较大，上海空压机限制了旋转气流的最小直径，因此，气流在壁面与中心筒之间的旋转圈数较多，更是提高了气流碰撞壁面的几率。在改型（4）中，相对改型（3）而言，由于气流速度高，一小部分气流没有经过充分发展即进入出口段，将会造成小油滴逃逸数量增多。

          2） 改型设计后的出口速度分布

          通过扩大中心筒直径，出口面速度分布有了极大改善。其中，改型（3）的出口最大速度为0.964m/s，而且沿高度分布比较均匀，对后面的二次分离最为有利。而在改型（4）中，虽然最高速度也只有1.07m/s，但沿高度分布不太均匀，出口顶部的速度明显高于下部，也证明了一小部分气流并没有经过充分发展即进入了出口段。

            3） 改型设计后的油滴运动轨迹 

            四种改型设计中，油滴从入口进入分离器，绝大多数油滴撞击到壁面而被捕集，其余的小油滴运动轨迹与分离器的气相流场基本一直，再次表明碰撞在油气分离过程中仍然是主要机制。 

            在螺杆空压机改型（3）、（4）中，由于中心筒直径限制了油滴旋转的最小直径，限制了油滴在中心筒外旋流中向分离器中心移动的趋势，使油滴碰撞壁面的几率大大增加，分离效率明显提高。