旋膜除氧器是将射流、旋转膜和悬挂式泡沸三种传热、传质方式融为一体的新型热力除氧器,具有淋水密度大,提升温度高,进出水含氧量的浓度差大,排汽量小及全滑压等特点。目前旋膜除氧器在石化及电力系统获得了大量应用,运行和试验结果表明,旋膜除氧器的除氧效果较其它类型除氧器有明显的提高,且运行稳定,负荷适应性强,是热力除氧器发展的主方向。旋流管是旋膜除氧器的关键部件,是强化传热、传质的主要场所,可除去给水中含氧量的90%～95%。旋流管的大小、长度和射流孔的直径、方向、数量,以及锅炉给水和除氧头之间的压差,决定了水膜裙的长度、厚度、锥角、旋转速度。优化设计旋流管的结构,合理布置射流孔的孔径、倾角以及排列方式,使旋流管内部形成的水膜和管出口处形成的水膜裙处于最佳状态,可强化蒸汽与水膜之间的传热、传质,提高旋膜除氧器的工作效率。目前对旋流管结构的研究尚显不足,主要在实验研究阶段,在设计制造中往往采用经验估算的方法进行,针对旋流管的数值模拟鲜有研究。本文采用有限元软件ANSYS13.0-FLUENT模拟分析了旋流管管内及外流场区域流体流动状况,并与实验进行对比,进而验证模型的可靠性和正确性。并进一步改变入口工况和旋流管结构参数进行模拟,为优化旋流管的结构提供可靠的依据。模拟结果显示了:(1)水流沿旋流管内壁向下运动的同时在圆周方向上的切向速度不断下降,切向速度基本上由旋流管几何中心呈径向距离的增大趋势,在靠近旋流管管壁的边界层区域,速度迅速降低。随着水流沿旋流管内壁向下运动,轴向速度越来越大,到达旋流管下端时轴向速度增加相对比较缓慢。(2)在水的入口截面处,水主要在距离管壁0-9mm处,随着水向下流动,水膜越来越薄,主要在距离管壁0-3mm处。(3)随着入口水流速度的增大,旋流管出口截面的切向速度和管外水膜裙半锥角逐渐增大,而水的入口速度的改变对旋流管内水膜厚度的影响不是很大。(4)随着旋流管直径和有效长度的增加,旋流管出口截面切向速度和管外水膜裙半锥角逐渐减小,而旋流管直径和有效长度的增大对旋流管水膜厚度的影响不是很大。(5)在入口水流速度 v=3.72m/s、v=5.13m/s、v=6.28m/s、v=7.52m/s、v=8.75m/s五种工况条件下,随着射流孔倾角的增大,旋流管出口截面切向速度和管外水膜裙半锥角逐渐增加,而射流孔倾角的增大对旋流管水膜厚度的影响不是很大。(6)射流孔垂直间距为Omm即射流孔圆周等高布置时,水流向射流孔上部区域流动即形成回流,射流孔垂直间距不为零即螺旋布置时,回流现象不明显。随着射流孔垂直间距的增加,旋流管出口截面切向速度和管外水膜裙半锥角逐渐增大,而水膜厚度基本没有变化。