水力旋流器固相颗粒径向速度研究

利用粒子动态分析仪(PDA)对水力旋流器内固相颗粒的径向速度进行了实测研究,得出了固粒径向速度的经验公式,并从理论上分析了固相颗粒的径向速度。本研究还探讨了固相颗粒径向速度对分离性能的影响,给出了一个描述水力旋流器内固粒径向速度与分离效率间的数学关系式。     

操作参数对水力旋流器壁面磨损的影响研究

水力旋流器是利用离心力场加速其内部颗粒沉降和强化分离过程的分离设备。水力旋流器内的介质在离心力场作用下做强烈的旋转运动,对水力旋流器壁面造成冲击和摩擦,因此磨损问题是水力旋流器最主要的失效形式。针对水力旋流器壁面出现的严重磨损问题,采用数值模拟与实验相结合的方法,研究操作参数对水力旋流器壁面磨损规律。利用Fluent求解其内部流场和固体颗粒的运动特性。探究水力旋流器的操作参数进口速度和颗粒粒径对壁面磨损的影响规律。搭建了一套水力旋流器壁面磨损实验装置进行磨损实验,与数值模拟的结果作比较,实验规律与数值模拟相符。     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究 Ⅷ.优化节能原则

研究了水力旋流器的节能与强化分离性能的匹配优化。结果表明,旋流器能耗的降减与分离性能的强化具有一致性,于是提出了兼顾节能与强化分离性能的优化节能原则;研究了能耗系数与运行费用准数之间的关系,表明最低运行费用准数并非对应最小能量耗损,并探讨了流场结构对运行费用准数的影响规律;系统地给出了旋流器在以不同工艺指标为目标函数时的优化结构组合基础数据库,为在不同工艺场合下运行的旋流器的优化节能提供出设计指导     

用于超细分级的水力旋流器的研究

介绍了用于细粒煤泥分级的水力旋流器的工作原理;分析了旋流器内流体质点的切向速度、径向速度和轴向速度的分布规律及在分离过程中的作用;同时,给出了水力旋流器结构参数的设计标准。     

环流旋流器的结构与性能研究

以细沙和水的混合物作实验物系 ,分别对四种不同结构尺寸的旋流器进行了研究 ,测定了不同操作条件的压降和分离效率。实验结果表明 :带分离柱的环流式旋流器压降最低 ,效率最高。由该旋流器的粒级效率曲线可以看出 ,直径小于 5μm的颗粒 ,由于比较容易被大颗粒夹带分离 ,其分离效率比 7.5μm左右颗粒高。     

环流旋流器的结构与性能研究

以细沙和水的混合物作实验物系,分别对4种不同结构尺寸的旋流器进行了研究．测定了不同操作条件的压降和分离效率?实验结果表明,带分离柱的环流式旋流器压降最低,效率最高。由该旋流器的粒级效率曲线可以看出,直径小于5μm的颗粒,由于比较容易被大颗粒夹带分离,其分离效率比7．5μm左右颗粒高。     

环流旋流器的结构与性能研究

以细沙和水的混合物作实验物系,分别对四种不同结构尺寸的旋流器进行了研究,测定了不同操作条件的压降和分离效率。实验结果表明：带分离柱的环流式旋流器压降最低,效率最高。由该旋流器的粒级效率曲线可以看出,直径小于5μm的颗粒,由于比较容易被大颗粒夹带分离,其分离效率比7．5μm左右颗粒高。     

水力旋流器流场特征和分级分离性能研究综述

水力旋流器利用颗粒-颗粒或颗粒-流体在旋流流场中运动行为差异实现分级分离过程,被广泛地应用于化工、冶金、矿物加工和环保等行业。在实际运行中,由于操作条件不合理或设备结构条件限制,使颗粒分级或固液分离性能无法满足应用需求,本文分析了水力旋流器的流场特征,并总结了影响旋流器分离性能的关键因素。水力旋流器内部呈现复杂的多相流场,颗粒性质、料液性质、进料条件等操作参数和旋流器的几何结构会影响水力旋流器的分离性能,实际应用中可以通过优化运行条件和旋流器的几何结构,提高旋流器的分级分离性能。     

导向叶片对导叶式旋流器内流场的影响

借助Fluent软件,采用雷诺应力模型对导叶式水力旋流器进行了数值模拟,得到了内部流场的轴向速度、切相速度和径向速度的分布规律,对比不同结构参数的导向叶片对旋流器内速度场的影响。通过分析,导叶式旋流器的叶片有最适宜的角度,它可减小湍流脉动,增加旋流器分离的稳定性。     

新型α旋流器流场模拟与实验研究

根据集成膜法海水软化技术对海水超滤前分离粒度及效率的要求,开发出了内置导流板和曲线长锥体的新型α旋流器,并对其流场特性进行了数值模拟和实验研究.以CFD模拟软件Fluent 6.2提供的雷诺应力模型(RSM)为基础,分析了速度矢量、切向速度、轴向速度等参数的分布规律,研究了内部导流板和曲线长锥体结构对其分离性能的影响.按照模拟优化结果,加工了相同的尺寸常规旋流器和新型α旋流器,以水-细砂为实验物系对两旋流器的分离性能做了对比实验.模拟和实验结果表明:与常规旋流器相比,新型α旋流器以内构件对流体进行导流和整流后,不仅流场稳定,而且能耗小、压降低.在相同操作条件下,对于小粒径颗粒的分级效率新型α旋流器优于常规旋流器,对于5μm粒径的颗粒其分离效率达到90%;当分流比为0.87时,其分割粒径d50为1.3μm.     

矩形进料口旋流器长宽比对分离性能的影响

采用计算流体力学(CFD)方法对进料口长宽比为4:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1的五种旋流器进行了模拟,研究进料口长宽比对旋流器内部的速度场、压降和颗粒运动轨迹的影响规律,并与实验结果进行了对比验证。结果表明:在相同的进口当量直径和进料速度条件下,增大进料口长宽比,流体的切向速度与径向速度明显增加,有利于提高分离精度,但当长宽比大于3时这一增加趋势变缓;随进料口长宽比的增大,压力降呈递增趋势,分离粒度变小;不同粒径颗粒的运动轨迹分布表明,增大进料口长宽比,可以有效减少底流夹细和溢流跑粗现象。从上述角度来看,当进料口长宽为3时,狭长型进料口更有利于分级。     

固-液微型水力旋流器的实验研究与数值模拟

采用正交试验和计算流体力学(CFD)的方法,对固-液微型水力旋流器进行了初步研究。实验采用的微米级固体颗粒分别为1250目和2500目的滑石粉颗粒。首先通过正交试验研究了微型旋流器处理量和进料浓度对两种粒径的滑石粉溶液的分离效率的影响,得到较优的分离操作条件。然后利用CFD的方法对微型水力旋流器的内部流场进行数值模拟,湍流相采用雷诺应力(RSM)模型,再加入离散颗粒进一步模拟微型水力旋流器内颗粒运动,其中离散相采用离散相(DPM)模型。最终得到水力旋流器的流场的压力和速度分布云图及固体颗粒运动轨迹,为进一步优化微型水力旋流器的结构参数提供了参考。     

水力旋流器湍流场数值模拟

<正> 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正.     

磁力旋流器分离性能的试验研究

为了解决陶瓷、化工生产领域内浆液脱铁的工程问题,开发了一种可以自动排料的磁力旋流器,并通过试验研究和理论分析的方法,对比研究了入口流量、底流分率对磁力旋流器分离效率的影响。结果表明:磁力旋流器可以通过磁系吸附浆液中的铁化合物颗粒。对比试验结果,可以得出结论:磁力旋流器内铁化合物颗粒的径向沉降速度随进口流量的增大而减小。磁力旋流器的分离效率随进口流量的增大而减小,其分离效率与进口流量的关系与理论推论相符。对于单固相铁粉浆液,磁力旋流器的分离效率随底流分率的增大而减小;对于多固相铁粉浆液,磁力旋流器的分离效率随底流分率的增大先增大后减小,当底流分率为0.55时,分离效率最高。     

固体颗粒密度对多相耦合油水旋流分离性能的影响

为进一步提高油田采出液油水分离效率,提出了一种多相耦合分离方法,向油水混合液中加入第3相介质固体颗粒,提高旋流器分离性能.采用离散相模型,在不同固体颗粒密度条件下,对旋流器内的固体颗粒分布等进行数值模拟分析.结果表明:加入固体颗粒可以提高旋流器的油水分离效率,最大可提高2.88％.     

大锥段注气对液-液水力旋流器分离性能的影响

针对油田含聚污水处理难度大的问题,利用CFD和多孔介质模型建立了旋流器内部流体的计算模型,数值模拟分析了大锥段注气旋流器内多相流体速度场和压力场的分布规律,结果表明:大锥段注气后,在旋流区和大锥段区的径向速度和流向溢流口的轴向速度明显提高,分离性能有所改善;产生的气浮选效应使混合液的分离难度降低,压力降减小,节约了能源。提出旋流器流场分界区的概念,研究表明在分界区注气能更好地改善分离效果,分界区的位置取决于旋流器的结构参数和操作参数。     

一种新型水力旋流器的机理研究及设计

介绍了水力旋流器的工作原理,分析了水力旋流器内部流场和旋流器内颗粒的运动状态,在此基础上提出一种新型的水力旋流器-宽域水力旋流器,可同时分离重质和轻质固体颗粒物.并给出了该水力旋流器的结构设计参数标准.     

流化床内颗粒与流体间传热研究进展

流化床中流体与颗粒间的传热主要发生在流化床的进口部分,流体与颗粒间传热系数的大小与流体在颗粒周围空隙间的流动状态密切相关。研究者们经过大量实验,采用流体流动准数、流体物性参数和传热准数拟合回归出表达颗粒与流体间的传热系数的关联式。总结了四种研究颗粒与流体间传热系数的方法、气固两相流的传热机理和应用较为广泛的传热系数关联式,并进一步提出了研究目标和难点。     

水力旋流器分离细颗粒的试验研究

介绍了用于细颗粒分离的水力旋流器的基本结构形式及主要结构参数。并针对旋流器雷诺数、分流比、旋数等无因次参数对压力特性的影响进行了细致的试验研究,找出了这些参数与欧拉数和压降比的相互关系。所有试验均在不含气的条件下进行。结果表明,随着雷诺数、分流比和旋数的分别加大,水力旋流器的压力降呈增加趋势,压降比则呈下降趋势。另外,针对当量直径45μm尿素复合颗粒进行了分离特性研究。结果表明,随着雷诺数的加大,分离效率逐步提高,但并非雷诺数越大越好;对于分流比,则只在低雷诺数时有利于分离效果的改善;旋数分别为9、16和29的实验结果表明,旋数16的总体效果为最优。     

液液水力旋流器流场特性与分离特性研究(三)——水力旋流器径向速度测试方法

介绍了液液水力旋流器径向速度测试的必要性及存在的困难, 提出了几种采用一维激光测速仪进行径向速度测试的较为可行的方法, 并对各种方法进行了描述及对比分析, 为径向速度测试提供了一些新的思路, 也为旋流分离技术理论研究的深入奠定了基础。