螺桿空壓機結構改進及相關計算結果分析

      1、螺桿空壓機結構改進方法

          對原型油氣分離器提出以下四種改進方案： 

          改型（1） 將原型油氣分離器分離器的中心筒直徑加大至0.25m，長度加長0.05m，入口速度提高至11.8m/s。

          改型（2） 在改型（1）的基礎上，進一步提高入口速度為18.22m/s。

          改型（3） 在改型（1）的基礎上，進一步放大中心筒直徑為0.3m。

          改型（4） 在改型（3）的基礎上，提高入口速度為18.22m/s。

          由于原型設計為定型產品，其外形尺寸（主要是分離器直徑）受限，因此此次改型暫不修改分離器直徑，以利于產品生產。 

        2、改型設計計算結果分析

       
        1） 改型設計后的流場

          四種改型設計的流場中，中心筒下方都沒有了繞分離器中心軸旋轉的小旋渦，流線接觸壁面的幾率明顯增加。特別是改型（3）、（4）的流場，由于中心筒直徑較大，上海空壓機限制了旋轉氣流的最小直徑，因此，氣流在壁面與中心筒之間的旋轉圈數較多，更是提高了氣流碰撞壁面的幾率。在改型（4）中，相對改型（3）而言，由于氣流速度高，一小部分氣流沒有經過充分發展即進入出口段，將會造成小油滴逃逸數量增多。

          2） 改型設計后的出口速度分布

          通過擴大中心筒直徑，出口面速度分布有了極大改善。其中，改型（3）的出口最大速度為0.964m/s，而且沿高度分布比較均勻，對后面的二次分離最為有利。而在改型（4）中，雖然最高速度也只有1.07m/s，但沿高度分布不太均勻，出口頂部的速度明顯高于下部，也證明了一小部分氣流并沒有經過充分發展即進入了出口段。

            3） 改型設計后的油滴運動軌跡 

            四種改型設計中，油滴從入口進入分離器，絕大多數油滴撞擊到壁面而被捕集，其余的小油滴運動軌跡與分離器的氣相流場基本一直，再次表明碰撞在油氣分離過程中仍然是主要機制。 

            在螺桿空壓機改型（3）、（4）中，由于中心筒直徑限制了油滴旋轉的最小直徑，限制了油滴在中心筒外旋流中向分離器中心移動的趨勢，使油滴碰撞壁面的幾率大大增加，分離效率明顯提高。