[发明专利]气液两相流分配器与气液两相流分配方法

说明书

本发明公开了一种气液两相流分配器与气液两相流分配方法。分配器设有混合管(1)、分配腔筒体(6)、转动轴(10)。混合管内沿轴向设有螺旋板(3)，混合管的入口附近设有节流孔板(2)、出口附近设有分布板(5)，分配腔筒体的入口附近设有支架(7)。分配腔筒体的内表面上设有固定隔板(8)，转动轴的外表面上设有转动隔板(9)。端板(13)上设有第一分配腔出口管(11)和第二分配腔出口管(12)，第一分配腔出口管与第一分配腔相通，第二分配腔出口管与第二分配腔相通。本发明还公开了一种气液两相流分配方法，使用上述的气液两相流分配器。本发明可用于石油、化工、核工业等领域，实现气液两相流的按比例精确分配。

技术领域

本发明属于气液两相流动以及流体分配技术领域，涉及一种气液两相流分配器与气液两相流分配方法。

背景技术

气液两相流动流型较多且不统一，在不同的气液流量下会出现各种各样的流型。在某些流型下，尤其是在段塞流流型下，管路各截面上的压力和气液流量经常有剧烈的波动。严格来讲，气液两相流管路总是处于不稳定的流动状态。

在石油、化工、核工业等不同的工业领域，对气液两相流的按比例分配以及均匀取样操作都有相应的应用。气液两相流的按比例分配较之单相流的按比例分配具有更高的难度。现有的Y型或T型气液两相流分配器，是将气液混合后分为两股输出。由于气液两相流在大多数流型下(例如段塞流、分层流、泡状流)气液相分布极不均匀，Y型或T型分配器难以按比例精确分配气液两相流，不能满足某些精确反应器的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种气液两相流分配器与气液两相流分配方法，以解决现有分配器所存在的无法按比例精确分配气液两相流的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种气液两相流分配器，其特征在于：它设有混合管、分配腔筒体，混合管的出口与分配腔筒体的入口相连，分配腔筒体的另一端设有端板，混合管内沿轴向设有螺旋板，螺旋板的内侧边与杆件的外表面相连，外侧边与混合管的内表面相连，相邻两圈螺旋板、杆件的外表面与混合管的内表面之间形成螺旋流道，混合管的入口附近设有节流孔板，混合管的出口附近设有分布板，分配腔筒体的入口附近设有支架，沿分配腔筒体的轴心线设有转动轴，转动轴的一端支撑于支架上，另一端从端板上的开孔伸出，在支架与端板之间，分配腔筒体的内表面上设有固定隔板，转动轴的外表面上设有转动隔板，分配腔筒体、转动轴、端板与支架之间形成横截面为圆环形的空间，固定隔板和转动隔板将该空间分隔成第一分配腔和第二分配腔，端板上设有第一分配腔出口管和第二分配腔出口管，第一分配腔出口管与第一分配腔相通，第二分配腔出口管与第二分配腔相通。

一种气液两相流分配方法，其特征在于使用上述的气液两相流分配器，气液两相流进入混合管，首先流经节流孔板上的节流孔，流速提高并进行预混合，再进入螺旋流道内螺旋流动，进一步充分混合，成为混合均匀的均相流状态的气液混合物，之后气液混合物流经分布板以及支架，进入第一分配腔和第二分配腔，第一分配腔中的气液混合物从第一分配腔出口管流出，第二分配腔中的气液混合物从第二分配腔出口管流出。

采用本发明，具有如下的有益效果：(1)不均匀的气液两相流流经节流孔板和螺旋流道后，成为混合均匀的均相流状态的气液混合物；其相分布单一，有利于均匀分配。气液混合物从分布板上的分布孔流出，在混合管出口处的横截面上均匀分布。按第一分配腔与第二分配腔的容积比，可以比较精确地按比例分配进入第一分配腔与第二分配腔的气液混合物的流量，再使两个分配腔中的气液混合物分别从第一分配腔出口管和第二分配腔出口管流出，从而使气液混合物比较精确地按比例分成两股，分配精度高于现有的Y型或T型分配器。(2)旋转转动轴可以使转动轴和转动隔板绕转动轴的轴心线转动，以改变第一分配腔与第二分配腔的容积比，从而改变进入到第一分配腔和第二分配腔的气液混合物的流量比，调节从第一分配腔出口管和第二分配腔出口管流出的两股气液混合物的流量比，实现两股气液混合物分配比例的调节，满足不同的需要。(3)本发明分配器的结构和操作比较简单，适于在工业上应用。

本发明可用于石油、化工、核工业等领域，实现气液两相流的按比例精确分配。