导叶式除油型水力旋流器内流场测试与性能分析

论文摘要

本文针对导叶式除油型水力旋流器的特点,研究了入口流量、溢流率、叶片出口角度、叶片出口面积等参数对该水力旋流器分离性能的影响规律,同时,应用APV激光测速技术对此类液-液水力旋流器内部速度场的分布特征以及上述几个参数对该水力旋流器内部流场的影响规律进行研究。首先,建立了流场测试试验台架,应用APV激光测试系统对DN50型导叶式除油型水力旋流器内部速度场（主要是切向速度和轴向速度）进行了测试分析,得出导叶式除油型水力旋流器内部速度场的分布图,并对水力旋流器内切向速度与轴向速度的分布规律、切向速度分布对称性、切向速度准自由涡参数和轴向零速包络面等问题进行了分析和研究。其次,基于DN50型导叶式除油型水力旋流器的性能试验结果,得出了入口流量、溢流率这两个操作参数的最佳工作范围;优化了叶片出口角度、叶片数这两个结构参数。由此为基础,借助于APV激光测试系统对这几个参数对水力旋流器内部切向速度和轴向速度的影响情况进行实测,从流场分布特征角度分析研究这几个参数对该液-液水力旋流器分离性能的影响,研究结果为液-液水力旋流器分离机理的研究以及操作参数、结构参数的优化提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 背景
• 1.2 本课题的目的意义
• 1.3 课题研究内容
• 第2章 液-液水力旋流器研究综述
• 2.1 液-液水力旋流器基本原理
• 2.2 液-液水力旋流器的发展历程
• 2.3 国内外液-液水力旋流技术研究进展
• 2.3.1 液-液水力旋流器结构与分离性能特性研究进展
• 2.3.2 水力旋流器内部速度场基本理论
• 2.3.3 国内外学者对水力旋流器内部速度场测定
• 第3章 流场测试实验装置及测试技术
• 3.1 流场测试试验装置
• 3.2 测试技术及测量参数
• 3.2.1 APV 激光测速技术简介
• 3.2.2 激光多普勒测速（LDV）原理
• 3.2.3 可适性相位多普勒激光测速仪（APV）原理
• 3.3 APV 系统用于旋流器流场测定的几个关键问题
• 3.3.1 示踪粒子的选择
• 3.3.2 测量精度的保证
• 3.3.3 滤波器带宽及频移量的设置
• 3.3.4 测量截面安排
• 第4章 流场测试试验及结果分析
• 4.1 水力旋流器流场测试结果
• 4.2 切向速度
• 4.2.1 切向速度的的分布特点
• 4.2.2 切向速度的对称性
• 4.2.3 切向速度的衰减
• 4.2.4 切向速度准自由涡参数（n）
• 4.3 轴向速度
• 4.3.1 轴向速度的测定及分布特点
• 4.3.2 不同截面上轴向速度分布变化
• 4.3.3 轴向零速区及轴向零速包罗面
• 4.4 小结
• 第5章 导叶式除油型水力旋流器性能试验及结果分析
• 5.1 水力旋流器分离性能试验装置
• 5.2 性能试验测量参数及测量方法
• 5.3 操作参数对分离性能的影响
• 5.4 叶片结构参数对分离性能的影响
• 5.4.1 导向叶片的设计方法
• 5.4.2 叶片出口角度对导叶式除油型水力旋流器分离性能的影响
• 5.4.3 叶片出口面积对导叶式除油型水力旋流器分离性能的影响
• 5.5 小结
• 第6章 主要操作参数对水力旋流器内部流场的影响
• 6.1 入口流量变化对流场的影响
• 6.1.1 入口流量对柱段流场的影响
• 6.1.2 入口流量对锥段流场的影响
• 6.1.3 入口流量对尾管段流场的影响
• 6.2 溢流率对流场的影响
• 6.2.1 溢流率对柱段流场的影响
• 6.2.2 溢流率对锥段流场的影响
• 6.2.3 溢流率对尾管段流场的影响
• 6.3 小结
• 第7章 叶片结构参数对水力旋流器内部流场的影响
• 7.1 叶片出口角对流场的影响
• 7.1.1 叶片出口角对柱段流场的影响
• 7.1.2 叶片出口角对锥段流场的影响
• 7.1.3 叶片出口角对尾管段流场的影响
• 7.2 叶片数对流场的影响
• 7.2.1 叶片数对柱段流场的影响
• 7.2.2 叶片数对锥段流场的影响
• 7.2.3 叶片数对尾管段流场的影响
• 7.3 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢