分选分级组合旋流器模拟研究

为了解决分选流程长、分选难度大等问题,提出基于多溢流管旋流器、串联水力旋流器的组合旋流器,并通过数值模拟软件对一段溢流管插入式深度及侧溢流连接口径对旋流器内部流体轴向流速影响进行分析,为组合旋流器结构设计参数的选择提供一定的参考为选煤厂分选困难、流程复杂提供解决方案.     

三锥旋流器分选效果对比研究

为了对比分析三锥旋流器和单锥旋流器分选效果，以三锥旋流器为研究对象，采用CFD数值模拟方法对两种旋流器颗粒行为及分选效果进行对比研究，发现单锥旋流器和三锥旋流器内部应力分布类似，但在切向及轴向速度方面存在一定的差异，三锥旋流器最大切向速度与最小切向速度的差值较大，分选的离心力较大；三锥旋流器的轴向速度明显大于单锥旋流器，有利于分选物料的排出；相同时间内三锥旋流器处理量更大。综合而言，三锥旋流器的分选效率更佳。     

水力旋流器压降的影响因素

水力旋流器是利用密度差进行多相分离的非均相机械分离设备,其结构简单,由进料管、柱段、锥段、溢流管和底流管组成,但内部液体的流动非常复杂。旋流器压降是非常重要的性能参数,直接影响内部的流场分布、颗粒运动及分级效率。通过对不同结构尺寸的水力旋流器进行性能实验,得出了水力旋流器压降的影响因素。     

两种溢流口形状对水力旋流器性能影响

为了研究圆柱形溢流口和圆台形溢流口对水力旋流器分离过程性能的影响,该文通过ANSYS软件分别求解其内部速度流场和压力场,分析流场的稳定性。研究结果表明:圆台形溢流口水力旋流器中心轴处的切向速度为零,往外延伸速度不断增大,但在旋流器内壁处,切向速度骤降为零;圆柱形溢流口水力旋流器的切向速度变化规律与之相似,但圆台形溢流口的切向速度变化规律更加平稳。圆台形溢流口水力旋流器整体压降要比圆柱形溢流口水力旋流器大13 kPa;进一步分析两种水力旋流器的分离效率和湍流强度,发现圆台形溢流口的分离效率和湍流强度比圆柱形溢流口略高,固-液两相流在旋流器内部停留的时间更长,分离效率更好。     

微型旋流器溢流口结构参数对SCR废催化剂分离性能的影响

TiO2(钛白)以其优越的白度和稳定的物理化学性质被广泛应用于涂料、橡胶、塑料、日化等行业。采用旋流分离法从SCR废催化剂中分离出TiO2,以提高净化效率为目标,通过试验和模拟研究考察了微型旋流器溢流管的结构对分离效率的影响。数值模拟上采用了雷诺应力模型和离散型模型模拟,试验上使用直径为20mm的微型旋流器来分离粒度分布为(1～56)μm的颗粒物料。结果表明,在相同的处理量下,溢流口直径为4.5mm、溢流管伸入深度为10mm时,旋流器对物料的净化效率最高。     

重介质旋流器的结构优化设计研究

针对传统重介质旋流器的分离效率和分离精度比较低的问题,采用独特的溢流中心管,设计一种直径为Φ300 mm的新型重介质旋流器,达到弱化物流分选中的流体紊乱和中间空气柱的目标.经研究得出结论:该新型重介质旋流器,不仅可减少湍流混合,而且可提高分离精度;对小于2 mm的细粒煤分选时,得到的可能偏差Ep值是0.04,且分选密度...     

基于CFD的水力旋流器流场与旋分效率分析

水力旋流器腔内流场运动对不同密度颗粒具有不同的分离效率,本文根据文献指导的工程旋流器参数,基于CFD对其结构参数下进行流场和颗粒轨迹模拟计算,探讨在不同流速下,旋流器腔内液体流动压力分布和不同密度颗粒的运动轨迹及分离情况,以满足工程需求。根据模拟结果发现,流速的增加不会改变旋流器腔内流体的分布布局,而是改变内部正负压的最大值;较低密度的颗粒对流速的增加更为敏感,随着流量的增加,密度1500kg/m3粒径为20um的颗粒的分离率增加速率高于2500kg/m3粒径为20um的颗粒,并且密度为2500kg/m3颗粒并不随着流量的增加分离率持续升高。     

重介质旋流器参数优化研究

针对传统的重介质旋流器煤泥分选方法中工艺参数设置仍不科学,未发挥重介质旋流器煤泥分选方法最大分选效果的问题,提出了采用正交试验的方法对重介质旋流器煤泥分选工艺参数进行针对性研究。通过对重介质旋流器煤泥分选原理分析、分选效果影响参数分析、正交试验整体设计及试验结果分析完成了重介质旋流器的参数优化。结果表明,重介质旋流器参数最佳因素水平组合方案为入料压力k₃DP、入料密度1.25 kg/L、入料磁性物含量50%、圆柱段长度322 mm。     

水力旋流器径向压力分布及能耗分析

水力旋流器内径向压力分布规律可根据对应的切向速度分布规律求出,分别针对准自由涡区和强制涡区的不同特点得到静压力的计算公式.对旋流器内某一典型截面的压力分布的理论值和模拟值进行了比较,并进一步对旋流器内的能耗进行了分析,发现旋流器的内部损耗主要集中在溢流管半径以内的区域.     

WFGD水力旋流器中石灰石颗粒分级试验与数值模拟

湿法烟气脱硫装置中水力旋流器分级试验表明,进口石灰石浆液的颗粒质量浓度15%时,溢流口颗粒质量浓度达30%;溢流颗粒则集中于30μm以下;随着颗粒粒径的增大,颗粒底流口回收率也在增大,当粒径达到30μm时,回收率已经接近100%。数值模拟表明,雷诺应力湍流模型、自由表面多相流动模型和斯托克斯拉格朗日模型能很好地描述水力旋流器内复杂三维运动的石灰石颗粒分级运动和规律。采用了初始边界条件不需给分流比、也不需设定空气柱的数值方法,模拟结果显示了空气柱的形成、流体的旋流流动。模拟得到的不同粒径颗粒的分级效率与高进口质量浓度条件下的试验结果吻合较好。     

基于响应曲面法的泥沙分离器的数值模拟

针对泥沙分离器的溢流口,底流口,锥度对分离效率有着不同的影响,但是各结构之间存在相互作用的非线性问题。拟提出响应曲面法解决各个参数之间相互作用的问题来提高分离效率。采用计算流体力学对高浓度水沙空气三相三维流动进行模拟研究,用响应面法分析旋流器各个参数对分离效率的影响。分析表明:旋流器的锥度对分离效率的影响近似为抛物线,溢流口与底流口有相互影响。根据响应面法拟合分离效率与结构参数之间的非线性函数方程并获得最优值,同时优化后的旋流器具有压力场分布均匀,压力梯度较小,颗粒更容易进入外旋流被分离,从而有效的提高内部流场稳定性以及分离效率。     

双排料型旋流器数值模拟和试验研究

提出并设计了一种ф50mm双排料型旋流器,旨在解决传统旋流器底流夹细问题。利用流体分析软件FLUENT对单排料型和双排料型旋流器内部颗粒分布进行了数值模拟,并进行了对比试验研究。模拟分析发现双排料型旋流器在靠近底流口处,细颗粒体积分数明显降低,经底流口排出的细颗粒减少,有效降低了旋流器底流中细颗粒含量。采用石英砂进行实验室试验,结果表明ф50mm双排料型较单排料旋流器底流中-5μm颗粒含量降低了55.7%,陡度指数提高了64.7%,底流夹细明显降低,分离精度得到提高。     

带中心固棒的钟形溢流管旋流器数值模拟和试验研究

针对旋流器短路流造成的溢流跑粗问题,提出了一种中心带固棒的钟形溢流管旋流器,通过数值模拟对比分析了加设中心固棒前后旋流器内部流场以及空气柱形成过程的变化规律,并进行了PIV试验验证。结果表明,PIV试验与数值模拟结果吻合良好,验证了数值模拟结果的准确性。加设固棒后,旋流器径向速度梯度和压力梯度都增大,颗粒所受径向力增大,有利于颗粒的径向分离。旋流器外旋流轴向速度增大,内旋流轴向速度减小,同时零速包络面内迁,底流分流比增大。     

涡流探测管结构对液-液旋流器分离性能的影响

介绍了三种溢流口结构，试验测定了有涡流探测管和无涡流探测管除油水力旋流器的粒级效率。试验研究发现，有涡流探测管的旋流器对不稳定乳液的分离效率高于无涡流探测管时的分离效率。主要探索溢流口结构对旋流器分离性能的影响。     

具有溢流帽结构的旋流器流场特征及分离性能研究

针对普通旋流器运行过程中存在短路流导致溢流跑粗的问题,提出一种溢流帽式旋流器,并对其进行了数值模拟和试验研究.模拟结果表明,相比于普通旋流器,溢流帽式旋流器内空气柱直径减小,能耗降低,离心力场强度更大,流体切向速度增大,轴向速度降低,颗粒参与分离时间长,分离更充分,有利于改善溢流跑粗,提高分离效率.试验结果显示,溢流帽...     

弯管颗粒预分布结构对旋流器性能的影响

旋流器在进行延迟焦化废水焦粉脱除领域具有多重优越性，为保证旋流器结构不改变条件下提高旋流器脱除焦粉的能力，提出了在旋流器入口处设置弯管预分布结构以实现进口颗粒的预分布，即实现颗粒沿旋流器柱段的外壁面进入旋流器，提高旋流器的分离效率。通过试验验证了优化后旋流器在高进口流量条件下能有效提高旋流器分离效率，同时降低旋流器的压降；利用FLUENT软件对不同入口流量下旋流器内部流场进行分析，设置预分布结构后，旋流器内部切向速度增大且改善了切向速度的对称性，同时改善了轴向速度分布状态，降低了入口横截面的湍动能，分离效率最高提升至96%，结合多项流场参数分析结果显示，优化后旋流器具有更高的动态效率。     

进液量对气举式同向出流旋流器分离特性影响

为了提高旋流器的分离效率,提出一种气举式同向出流水力旋流器结构,通过注气的方式将旋流器轴心的油核举升至溢流口,加速油核向溢流口方向运动,进而提升旋流器的分离性能。基于雷诺应力模型（Reynolds Stress Model,RSM）与多相流模型（Mixture）,模拟计算了入口进液量对气举式同向出流旋流器分离性能的影响,分析了进液量对旋流器内气核形态、速度场分布以及分离性能的影响规律。数值模拟结果表明：进液量分布在（3.6～8.4）m3/h范围内时,随着进液量的增加,注气口处压力逐渐增大,混合液内各相介质的轴向速度与径向速度均有显著提高,旋流器轴心处的油相体积分数明显增大,旋流器的分离效率从64%增至77.9%。     

除油水力旋流器尺寸试验研究

介绍了在室内模拟实验装置上进行的旋流器小锥管锥角、溢流口直径、底流口直径、底流直管段长度和入口当量直径尺寸筛选的实验情况。直流器的溢流口直径和底流口直径对旋流器的分离效果产生较大影响。这对旋流器的设计具有指导意义。     

水力旋流器细粒分离效率优化与数值模拟

水力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其流体动力学机理对于细粒分级粒径和效率具有决定性作用,并且受旋流器的结构参数、操作参数和物性参数等因素的影响。选用耐磨耐腐蚀的聚氨酯材料制造的不同规格固液分离水力旋流器,综合考虑分割粒径、处理流量、沉砂产率3项分离效率指标,通过多指标正交试验优化得到分离钙土的工作参数如下:旋流器直径50 mm,底流口直径10 mm,溢流口直径8 mm,并且在0.30 MPa给料压力下可达到分割粒径1.78μm,处理流量为2.39 m3/h的分离效率。同时针对优化后的旋流器工作参数,利用适用于旋流器湍流场的雷诺应力模型,运用FLUENT软件计算不同直径颗粒的亲水性固体在水动力中的速度场,得到分离介质的滞留时间为1.8×10 2s,反向轴速度最大可达3.08 m/s,最大切向速度半径为0.046 m,使得分离效率达到78.6%;从压力场的数值模拟结果看出,径向压强梯度从762.5 kPa/m增大到6 822.2 kPa/m,实现分割粒径达到1.78μm的效果。根据旋流器中压力场、速度场分布特征以及分离介质轨迹等数值模拟结果,提出延长分离介质的滞留时间、提高进料压力、降...     

双给料口结构对旋流器流场特性和分级性能的影响北大核心CSCD

针对传统单给料口水力旋流器内部流场不稳定、分级精度差的问题,考察了对称双给料口结构对水力旋流器内部流场特性和分级性能的影响。内部流场结果表明,与传统单给料口结构相比,采用对称双给料口结构时,流场切向速度、轴向速度和压强均增大,中心空气柱直径增大,空气柱对称性增强,内旋流与外旋流的交界面LZVV形状更加规则,旋流体内部湍流强度降低,内部流场的稳定性增强。分级性能研究结果表明,采用对称双给料口结构时,细颗粒在沉砂中的分配率降低,粗颗粒(d=12.5μm)在沉砂中的分配率提高了7.87%,不同粒度固体颗粒沿径向规则分布,颗粒错配现象缓解,分级精度提高。研究结果可为水力旋流器的结构优化设计提供理论指导。