2.3　氣相壓降特性和液相含率

圖2.5所示為液體不同噴射速度下的壓降和液相含率隨進口氣速的變化曲線。可以看出，當無液體噴射（u_L=0）時，壓降Δp隨著u_g的增大逐漸升高，表現出傳統旋風分離器的壓降特性。通過對其數據進行處理，發現壓降與進口氣速之間的關系很好地符合傳統旋風分離器的壓降公式［式（2.1）］，且其阻力系數ξ=3.352。

　　（2.1）

式中，Δp為壓降，Pa；ξ為阻力系數；u_g為進口氣速，m·s^-1；ρ_g為氣體密度，kg·m^-3。

圖2.5　不同噴射速度下壓降和液相含率隨氣體流速的變化

當有液體射流噴射時，壓降特性曲線發生了明顯變化。當u_g<6.728m·s^-1時，ε_L≈0，壓降Δp隨u_g的變化比傳統旋風分離器的要大，稱為低壓降區；當u_g≥7.690m·s^-1時，ε_L隨u_g增加而增加，Δp隨u_g的變化趨勢類似于傳統旋風分離器的壓降變化規律，但在相同的進口氣速下，其壓降值比傳統旋風分離器的壓降值高出一個突躍值，稱為高壓降區；當u_g=（6.728～7.690）m·s^-1時，ε_L從無到有，壓降產生了明顯的突躍，將此區域稱為壓降突升區。

從圖2.5還可看出，當u_g>6.728m·s^-1時，液體噴射速度越大，液相含率ε_L越小；而液體噴射速度對氣相壓降的影響較小，Wei Zhou Jiao等在旋轉填充床反應器中也發現同樣的規律。這說明WSA的壓降主要受較強的氣體旋流場支配。在前期研究中發現，液體噴射速度對于WSA脫氮傳質系數的影響不明顯，而傳質系數隨進口氣速增大也會出現一個突然增大的臨界點。這說明在WSA中的動量與質量傳遞規律是一致的。壓降和液相含率的變化顯然與WSA內部流場有關，為了揭示壓降和液相含率的內部規律，需對WSA內部的液相流型進行觀察。