2.1　實驗裝置與測試方法

2.1.1　實驗裝置與WSA結構

實驗系統由WSA、液體儲槽、液體循環泵（循環液泵）、風機、氣液分離器以及與系統測試配套的液體和氣體流量計、U形壓差計等組成，如圖2.1所示。

圖2.1　實驗裝置與WSA結構圖

1—WSA；2—噴孔部分；3—液體儲槽；4—液體循環泵；5—氣液分離器；6—轉子流量計；7—U形壓差計；8—閥門；9—風機

本實驗裝置中所用WSA的結構參照傳統旋風分離器尺寸比例設計，旋風分離器由筒體、封頭和中心排氣管組成。筒體管徑0.09m，總長0.7m，筒體上部設有水射流噴孔區域，其長度為0.3m，孔徑為0.002m。射流噴孔沿徑向每隔45°、軸向間距0.01m開孔，共8豎排30層 240個孔。與WSA多孔管壁相連接的夾套為水分布室，用于水射流。WSA的中心排氣管管徑0.05m，排氣進口低于水射流區0.01m。封頭采用常規旋風分離器螺旋進口封頭，進口尺寸為0.034m×0.034m。

2.1.2　測試方法

在實驗過程中，首先開啟液體循環泵，使儲槽中的水進入WSA的液體夾套，并經過多孔壁上的小孔產生面向旋流器中心的穩定軸對稱射流。為獲得從上至下均勻的射流水柱，液體循環水流量需大于1m³·h^-1，相對應的水射流初始速度大于0.381m·s^-1。然后，打開鼓風機，將空氣從WSA的封頭進氣口切向輸入其頂部，使其在WSA內產生強烈的空氣旋流場，切割徑向射流水柱，并向下做螺旋運動，經過氣-液兩相相互作用后，氣霧從WSA的中心排氣管排出至一個氣-液分離器，實現氣-液分離后排空，分離水循環流入儲槽中。傳統旋風分離器進口風速一般控制在8～20m·s^-1，為了比較全面地了解WSA的流體力學特性，本實驗進口氣速控制在4～20m·s^-1范圍內。

實驗采用空氣-水系統測定，氣體進、出口間的壓降Δp用U形壓差計測定。為了解旋流器內部氣-液兩相作用規律，實驗中同時對離開氣-液分離器的分離水進行收集，用于測定出口氣霧中的液相含率ε_L，即單位體積出口氣體中所含水量，所有條件下的實驗均重復3次以上，以便獲得比較穩定的結果。同時，為了觀察液體射流柱的流型，對單孔噴射情況下的液體流動狀態進行拍照。