气液混合物在旋流分离器中的离心场中高速旋转,流体的粘性以及流体与旋流器壁面之间的摩擦等都将造成能量的损失,主观表现为压降损失,其数值用来表征旋流分离器的能耗大小,是笔者所述微旋流分离器的重要性能参数之一。一方面,压降的大小作为分离系统是否配置压缩机或风机等动力源设备的依据;另一方面,多级分离系统中根据旋流器压降的大小来选择下一级的工况。旋流器存在两种压降:①溢流压降为分离器进口与溢流管出口之间的压差;②底流压降为分离器进口与底流口之间的压差。其中,进口与溢流口之间的压降。往往作为旋流分离器的主要能耗参数,也是笔者考察和研究的重点。

分析溢流压降的成因,则往往从气体旋流器内的静压和动压说起。气流进入旋流分离器后,存在着静压和动压,其决定了分离器内部的流场和压力分布。由于进口的突然膨胀,会造成局部的能量损耗,减小了部分动压。然后气体沿着器壁自上而下做螺旋向下的运动,由于流体的粘性作用必然与器壁之间产生摩擦力,从而造成摩擦损失。另外,气体运动至锥段尾处会反转成内旋流继而转为向上的运动,这个过程是静压转动压的过程,亦将引起旋转动能的损失。最后,气体从溢流出口管脱离旋流器,由于溢流管口的突然收缩以及溢流管壁的摩擦作用造成能量损失。至此,两相的分离过程结束,整个过程中损失的动压由于没有静压恢复,因而造成了旋流器的压降。

根据气体在旋流器内的流动特点以及影响压力损失的因素,气液旋流分离器的压降应该包括进口损失、边壁摩擦损失、旋转动能损失及出口损失四部分。