吕凤霞，王 剑，袁惠新，王 涛

（1.常州大学 机械与轨道交通学院，常州213000；2.江苏省绿色过程装备重点实验室，常州213000）

液-液分离水力旋流器作为一种多相分离设备，具有结构简单、无移动单元、分离效率高、对振动不敏感、安装灵活等诸多优点，在油田原油脱水和工厂含油污水处理等方面具有广泛的应用[1]。旋流器中存在螺旋流及二次流，复杂流场中高速旋转的流体剪切力及湍动作用容易造成油滴的聚并和破碎，导致油滴粒径尺度分布发生变化，从而影响水力旋流器的分离效率。

为揭示水力旋流器的分离特性、液滴粒径分布及变化规律，许多研究者对旋流器展开了大量研究：文献[2]利用雷诺应力模型和欧拉-欧拉模型预测Colman-Thew 水力旋流器入口进料中高浓度油的流动；文献[3]以低油相浓度下入口油滴粒径大小的改变对单入口旋流器内液滴尺寸分布进行了模拟；文献[4]通过群体平衡模型在搅拌罐中建立液滴群模型；文献[5]等以轴入导锥式旋流器为研究对象，将单一混合模型与加载了群体平衡模型的仿真结果进行了对比，结果显示，PBM-Mixture 耦合模型模拟得出的分离性能随处理量的变化规律更符合旋流器的实际应用情况。前人在提高分离效率时，鲜有考虑到油滴在旋流场中由于聚并、破碎而导致的粒径分布的变化。

本文以矩形双入口等截面直线型旋流单体[6]为模拟对象，利用欧拉-欧拉模型和雷诺应力模型，耦合群体平衡模型，探究不同入口粒径大小对油滴破碎、聚并和分离效率的影响，具体分析轴、径向上的粒径分布规律，为揭示旋流分离机理及指导新型高效旋流器设计提供参考。……