多级轴流叶片除雾器阻力与分离性能研究

轴流叶片除雾器是海洋船舶机舱进气系统的核心部件,用于去除海面空气中的高浓度盐雾气溶胶,防止对下游设备造成腐蚀。鉴于常规除雾器对雾滴和空气的总体分离机制存在固有局限,提出合理增加轴流叶片级数的改进设想。采用计算流体力学(CFD)理论和方法,对单级、两级和三级叶片除雾器内的气液两相流场进行数值模拟,重点考察进气流速范围1～7 m/s、雾滴粒径10～100 μm时,叶片级数对阻力和分离效率特性的影响。研究发现：1)叶片下游未被分离的雾滴主要集中于近壁面的薄层区域内,通过串联叶片可进一步挤压高浓度区范围,促进二次分离;2)增加叶片级数具有压力缓释作用,使得下游的流动能耗减小,额外阻力增幅微弱;3)相比传统的单级叶片,使用两级叶片足以将除雾效率有效而经济地提升至接近100%。