[发明专利]超声速旋流天然气分离器的超声速喷管

摘要

本发明提供了一种用于超声速旋流天然气分离器的超声速喷管，是该分离器的关键部件，由收缩管段、扩张管段和整流管段组成。收缩管段型面曲线为高阶多项式，天然气气流在此膨胀加速，达到声速，形成平直声速流。扩张管段型面曲线由多段曲线组成，各段之间光滑连接，以减少对气流的扰动。该超声速喷管出入口处型面曲线变化平缓，曲率变化小，对上下游流体流动的影响微弱，出入口效应不明显；扩张管段入口过渡平滑，对流体的扰动小；扩张管段型面曲线变化平缓，气流膨胀速率小，流速均匀性好，利于液滴凝结核生长成较大的粒径，便于分离。该超声速喷管不仅使气流均匀加速，改善流场的均匀性、稳定性，降低湍流度，使出口气流具有较好的气流品质，而且能形成较大粒径的液滴，提高超声速旋流分离器的分离效率。

主权项

1. 一种用于超声速旋流天然气分离器的超声速喷管，由收缩管段(1)、扩张管段(2)、和整流段(3)构成。其特征是，收缩管段(1)型面曲线变化遵循高阶多项式规律，长度为0.5～5倍喷管入口段管径，收缩角为6°～45°；扩张管段(2)型面曲线由多段曲线组成，其前段为圆弧段和直壁段，后段曲线为消波曲线，扩张管段最大膨胀角为0.2～0.8倍的喷管出口马赫数对应的普朗特—迈耶角。