新型启动分离器分离特性的模拟及试验研究

来源：核动力工程杂志2025年第3期北京时间：

作者：张子为, 陈晨, 孟兆明, 曹安, 董传昌

单位：1.哈尔滨工程大学核科学与技术学院，哈尔滨，150001；2.哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室，哈尔滨，150001；

摘要：为提高启动分离器的分离效率，优化分离性能，本文设计一个带有波纹板分离结构的新型启动分离器为研究对象，对新型启动分离器的分离特性开展了模拟及试验研究。使用软件Fluent进行数值模拟计算，并采用整体模拟加局部等效的模拟方法。通过欧拉两相流模型，对启动分离器内的气液两相流体进行分离效率模拟计算，在整体模拟过程中使用多孔介质模型来等效替换波纹板区域。探究了启动分离器波纹板的分离特性，分析启动分离器入口气液流速对分离效率的影响，并通过冷态试验来验证模拟方法的可行性。结果表明，整体模拟结合局部等效模拟方法是一种可行且有效的方案；新型启动分离器引入波纹板结构后，其分离性能显著提升。此外，研究还揭示了启动分离器入口气相流速和液相流速与分离效率的关系，研究表明增加入口气相流速，分离效率降低；增加入口液相流速，分离效率提高；在计算过程中新型启动分离器分离效率始终大于99%；波纹板分离结构在提升分离效率方面发挥了关键作用，从而优化了启动分离器的分离性能。

关键词：启动分离器, 波纹板, 分离效率, 多孔介质