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。     

小直径水力旋流器超细分级研究

水力旋流器是一种应用广泛的湿法分级设备,它具有结构简单、操作方便、生产能力大、无转动部件、运行可靠、占地面积小和易于实现自动控制等优点。但它也受到操作条件的影响,稳定性较差、动力源的功耗较大。为了进一步扩展其使用范围,如将水力旋流器应用于超细分级,必须研究如何增大处理量,提高分离性能以及降低能量耗损等,并对传统结构的水力旋流器进行改造升级或开发新型高效水力旋流器。本文针对适合于分离粒     

油水分离用动态水力旋流器分离特性研究——内在因素、外在条件、结构工艺及装配的影响

介绍了除操作参数、结构参数之外影响脱油型动态水力旋流器分离特性的几个重要因素 ,包括内在因素、外在条件、结构工艺及装配等方面 ,这些因素对提高动态旋流器分离性能起很重要的作用。通过改进各种实验工况及操作环境 ,合理确定运行条件 ,分析并描述旋流分离现象 ,为提高动态水力旋流器分离效率提供一定的参考     

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.     

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。     

含油水处理用水力旋流器供液动力结构形式研究

为了适应各种小型、可移动水力旋流器的油水分离需要 ,从优选其结构方案的布置设计、改善其分离形式、增加其流场旋流强度、提高其分离效率入手 ,着重对其入口旋流供液动力结构及出液口处油水分离形式作以改进。通过大量研究发现所研制的水力旋流器有很好的分离性能。     

基于BP神经网络的脱油机械散气-水力旋流器模型

运用MATLAB神经网络工具箱,建立了三层BP神经网络的操作参数预测模型,结果表明,模型输入水力旋流器的结构参数、物性参数和分离性能,对机械散气-水力旋流器的操作参数预测是可行的,促进了机械散气-水力旋流器的应用及其自动控制的实施和发展。     

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.     

动态水力旋流技术发展综述

介绍了动态水力旋流器的结构、操作原理及国内外发展概况,对比分析了动态水力旋流器与静态水力旋流器在处理含油污水方面的不同利弊,总结了动态水力旋流器的主要结构特性、操作特性及分离性能,并归纳了动态水力旋流技术在应用中的一些研究结论。     

液液水力旋流器流场特性与分离特性研究（七）——操作参数对分离特性 …

对液液水力旋流器主要操作参数,如流量,分流经,入口压力以及增压方式等分离特性的影响因素进行了分析,可为水力旋流器的现场应用提供有益的指导和参考。     

水力旋流器内固体颗粒径向运动规律的研究

本文采用二维激光多普勒测速仪,对水力旋流器内悬浮液中颗粒的径向进行了实测研究,得到实验条件下颗粒径向速度准数与操作参数间的一组准数方程。论证了径向速度与旋流器锥段、底部直流的关系和径向速度的方向。根据实验结果,可以评价颗粒分离行为的好坏,可以预测旋流器的分离效率,有助于旋流器结构参数的优化设计。     

溢流循环水力旋流器流场特性的数值分析

针对旋流器在运行过程中所产生的短路流、循环流以及分离效率低等现象,提出了一种溢流循环水力旋流器。依据计算流体力学,应用FLUENT软件对其进行了数值模拟,并与现有的双锥水力旋流器进行对比分析,研究了介质条件及操作参数对该旋流器的流场以及分离性能的影响。研究结果表明:溢流循环结构能够改善水力旋流器内部的短路流以及循环流现象,保持原有流场的稳定,还能有效地提高内侧溢流口轻质相体积分数,降低底流口轻质相体积分数,最终实现油水两相高效分离。     

液液水力旋流器流场特性与分离特性研究(七)——操作参数对分离特性的影响

对液液水力旋流器主要操作参数 ,如流量、分流比、入口压力以及增压方式等分离特性的影响因素进行了分析 ,可为水力旋流器的现场应用提供有益的指导和参考     

油水分离用水力旋流器特性的试验研究

油，水分离用水力旋流器是一种高效，节能的新型分离装置，其结构及尺寸与固，液分离用水力旋流器有较大的差别。通过研究，计算确定了水力旋流器的几何结构及各部分尺寸，并制造了一台样机，在自行设计的试验台上进行了试验研究，分离效率达９５％。同时试验了不同参数（（压力Ｐ，流量Ｑｉ，浓度Ｃｉ，分流比Ｆ，尾管长度ｌ３等）对仞了性能的影响，找出了一些规律，为进一步深入的研究及试验打下了基础。     

数值模拟在旋流器操作性能研究中的应用

针对结构已确定的典型固-液分离型旋流器,从实验和数值模拟两方面入手研究其操作性能,重点考察了压力降与流量以及底流分率与流量之间的关系。结果表明,实际实验结果和数值计算结果相一致。为利用计算机仿真研究旋流器内流场及操作特性提供了一种新的验证方法,解决了数值模拟在流场分析中的普遍应用与验证困难之间的矛盾。     

水力旋流器研究现状及其在煤化工废水处理中的应用前景

水力旋流器是利用离心力场进行两相流体分离的设备,具有体积小、效率高、结构简单和安装便捷等特点,广泛应用于化工、石油及地下开采等工业领域。本工作主要介绍了旋流器的工作原理、理论研究和应用现状,从数值模拟、旋流器的结构参数、操作参数和物性参数及应用技术拓展等方面综述了水力旋流器的研究现状,并针对煤化工废水水质高乳化、高分散和高粘度等特点,综合分析了水力旋流器在煤化工废水预处理中的应用前景。旋流器模拟与实验相结合为目前研究的主要方向,深度分析了旋流器内两相流的运动状态,为旋流器结构改良提供理论依据,推动旋流器快速发展。旋流器结构改良设计和操作参数的优化均有一定局限性,油水物性是影响油水分离的决定性因素。因此,前期对含油废水进行预处理极为重要,可采用破乳剂或絮凝剂、超声或微波等方法改善含油废水的物性,对含油废水物性的研究和改善并结合数值模拟的应用将是未来提高水力旋流器分离效率的发展方向,旋流器在煤化工废水除油脱焦粉工艺中有很好的经济效益和广阔的应用前景。     

水力旋流器结构与分离性能研究（四）：———底流管结构

研究了水力旋流器底流管结构形状对其分离性能的影响,结果表明：采用２０°渐扩管结构的底流管时水力旋流器处理能力最高、分离粒度最大;在直管型底流管下部加设堵气锥时水力旋流器分离修正总效率最高、分离粒度最小、分流比最小;采用传统的直圆管结构时水力旋流器分离精度α值最大;采用水封式直圆管结构时水力旋流器分流比最大。     

多进口旋流器流场特征及分离性能

为了改善单进口旋流器稳定性差、分级效率低等问题,本文提出了多进口旋流器结构。通过数值模拟方法,在恒定入料工况下,对比分析了单、二、三、四进口旋流器的流场特征和分离性能。研究结果表明：增加旋流器进口数量,会对旋流器流场和分离性能产生积极影响,有利于旋流流场径向压力的增大,且进口数量为偶数时,流场径向静压力增强效果更好;旋流器柱段区域流场切向速度增大,有利于强化旋流器分离能力。同时使用Mixture耦合RSM模型预测了离散相CaCO₃颗粒的分离效率,结果表明多进口旋流器可以在低速度入口条件下完成离散相的高精度分离。入料速度为3m/s的工况条件下,多进口旋流器分离50μm、57.5μm颗粒的底流分配率较单进口旋流器分别提升了10.60%、5.59%,对抑制旋流器溢流产品错配率和提高分级精度有积极的影响。因此,增加旋流器进口数量,可以有效提升旋流分级效率和分离精度。     

动态水力旋流器内部流场CFD模拟研究

利用CFD方法,采用流体力学FLUENT分析软件对动态水力旋流器内部流场进行了研究和分析。通过模拟分析,得出模拟结果可以准确地反映流场内部情况,从而对动态水力旋流器的分离效果及其性能进行预测并指导旋流器结构的改进,为动态水力旋流器的优化设计提供了依据,并为其今后的推广应用提供了参考。     

液液旋流器中粒径、流量和效率的关系

在固液旋流器中 ,流量和粒径被孤立地看作是影响分离的两个参数。本文以除油旋流器的实验结果为基础 ,阐述了液液水力旋流器中流量的作用机理 ,以及液滴和流量之间的联系 ,综合分析了粒径和流量对分离的影响 ,定性地给出了液液水力旋流器的粒径 -流量 -效率曲线 ,并为液液旋流器的深入研究提供了新思路