气水分离器是一种用于从气流中分离并去除液态水(或其它液体)以及固体杂质的装置。核心工作原理是利用气体和液体(水)的物理性质(如密度、惯性、运动轨迹等)差异,通过多种物理机制迫使二者分离。
气水分离器主要的分离原理和工作过程:
气水分离器通常不是依靠单一原理,而是综合运用以下几种机制来实现高效分离:
惯性碰撞/离心分离(常用)
原理:当携带液滴的气流改变方向(如撞击挡板)或高速旋转时,由于液滴的质量和惯性远大于气体分子,它们无法像气体那样灵活地跟随气流转向。
实现方式:
挡板式:气流撞击垂直或交错排列的挡板,液滴撞击后附着在挡板上,聚集成大水滴后靠重力流下。
旋风/离心式:气流沿切线方向进入分离器壳体,形成高速旋转的涡流。在离心力作用下,密度大的液滴被甩向容器壁,与壁面碰撞后失去速度,沿壁面下落至集液槽
特点:适用于较大直径通常>10微米)的液滴
重力沉降
原理:当气流进入一个突然扩大的腔体时,流速急剧下降。由于液滴的密度大于气体,在自身重力作用下会自然下沉,与向上或水平流动的气体分离。
实现方式:通常作为分离器的初级分离段或与其他方式结合使用。
特点:只对大尺寸、高密度的液滴有效,通常作为预处理。
折流/挡板分离
原理:是惯性碰撞的一种具体形式。气流通过一系列曲折的挡板通道,被迫多次改变方向。液滴因惯性撞到挡板上并被捕获,汇聚成流后排出。
过滤/凝聚分离(用于精细分离)
原理:气流通过由特殊材料(如玻璃纤维、金属丝网、烧结聚合物等)制成的凝聚式滤芯。这个滤芯具有错综复杂的微细通道。
扩散与拦截:微小液滴在布朗运动(扩散)或随气流流动时,与滤材纤维碰撞并被拦截。
凝聚效应:被拦截的微小液滴在滤材表面聚集成更大的液滴(聚结)。
特点:这是分离微小液滴(如雾状、气溶胶,小至0.01微米)的关键技术,常见于“凝聚式过滤器/分离器”。
丝网除沫
原理:气流通过细密的金属或塑料丝网层。与过滤凝聚原理类似,液滴撞击丝网并被其表面捕获、凝聚,最终滴落分离。
特点:结构简单,压降小,对中等尺寸液滴有效。