水力旋流器复习进程.ppt

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1、水力旋流器第一章绪论1.1概述水力旋流器是一种分离非均相液体液体混合物的设备，它是在离心力的作用下根据两相或多相之间的密度差来实现两相或多相分离的。由于离心力场的强度较重力场大得多，因此水力旋流器比重力分离设备的分离效率要大的多。水力旋流器的基本结构见图1-1，由圆柱体、椎体、溢流口、底流口与进料口组成。图1-1水力旋流器的基本结构水力旋流器的应用包括固-液分离、液气分离、固固分离、液液分离、液气固三相同时分离以及其他应用。目前水力旋流器还作为一种高效的颗粒分级设备。单个水力旋流器的直径一般可以从10mm-2.5

2、m，多数固体颗粒的分离粒度可以小至2-3μm,单个水力旋流器的处理能力的范围一般为0.1-7200m³/h，其操作压力一般在0.034-0.6MPa范围内，较小直径的旋流器通常以较高压力操作。与重力分离设备相比，水力旋流器的优点如下：1.结构紧凑，体积小2.质量轻3.易于设计、安装4.需要的系统配件少5.维修费用低6.易于调节与控制7.较宽的操作范围8.对基础的运动不敏感1.2分离的基本常识分离过程过程之所以能够进行时由于混合物中待分离的组分的各种物理化学性质之间，至少存在着某一种性质上的差异。水力旋流器的分离技

3、术是利用密度差进行多相分离的非均相机械分离过程，因此适用于水力旋流器分离的物料必须是具有一定密度差的多相液体混合物，密度差越大，分离过程越容易进行，反之越难。利用水力旋流器进行分离的液体混合物可以是液-液、液-固、液-气以及其他三相或多相料液，但其中必有一相为液体1.3固-液两相流的基本知识对于互不相溶的多相液体混合物，不管其为液-液、液-固、液-气混合物，其中的一相构成流体混合物中的绝大部分，而且这一相中的流体相互之间都是以分子间的混合相互连接成一种连续的流动流体，这一相就成为连续相。多相流中组成比较少的、以多

4、个颗粒状形态存在的、相互之间没有连接成一体的那种气泡、液滴或固体颗粒，称其为分散相。密度两相流的密度是指单位体积内液体混合物所具有的质量，以ρm表示，其单位为㎞/m³两相流的密度与各相密度之间的关系为：式中ρm两相流密度；ρc、ρd分别为连续相与分散相的密度；QC、Qd分别为连续相与分散相的体积流量；Q两相流的总体积流量Q=QC+Qdρm=ρcQC+ρdQdQ浓度两相流的浓度通常有四种表示方法：一是单位时间流过的分散相体积与两相流的总体积之比，称为体积浓度k;二是单位时间流过固-液混合物中的固体体积与液体体积之比

5、，称为体积固-液比或体积稠度k｀;三是单位时间流过的分散相质量与两相流的总质量之比，称为质量浓度c;四是单位时间流过固-液混合物中的固体质量与水的质量之比，称为质量固-液比或质量稠度c｀。体积浓度k=Qd/Q体积固-液比k｀=Qd/Qc质量浓度c=ρdQd/ρmQ质量固-液比c｀=ρdQd/ρcQc密度与体积浓度之间的关系k=(ρm-ρc)/(ρm-ρc)密度与体积固-液比之间的关系k｀=(ρm-ρc)/(ρd-ρm)密度与质量浓度之间的关系c=ρd/[ρd/ρc-c(ρd/ρc-1)]密度与质量固-液比之间的关

6、系c｀=ρd(ρm-ρc)/[ρc(ρd-ρm)]第二章水力旋流器的工艺参数2.1水力旋流器的工作原理旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置。当料浆以一定的速度进入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回转运动。由于所受的离心力不同，料浆中的固体粗颗粒所受的离心力大，能够克服水力阻力向器壁运动，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下运动，细而小的颗粒及大部分水则因所受的离心力小，未及靠近器壁即随料浆做回转运动。在后续给料的推动下，料浆继续向下和回转运动，于是粗颗粒继续向周边浓集，而细小颗粒则停留在中心区域，颗粒粒径

7、由中心向器壁越来越大，形成分层排列。。随着料浆从旋流器的柱体部分流向锥体部分，流动断面越来越小，在外层料浆收缩压迫之下，含有大量细小颗粒的内层料浆不得不改表方向，转而向上运动，形成内旋流，自溢流管排出，成为溢流，而粗大颗粒则继续沿器壁螺旋向下运动，形成外旋流，最终由底流口排出，成为沉砂。2.2旋流器内流体的流动区域与流动类型归纳起来，一般认为水力旋流器内液体流动存在四种形式，即内旋流、外旋流、盖下流、循环流。分类方法种类说明固-液旋流器连续相液体；分散相固体按分散相类型液-液旋流器两相均为液体轻质分散相旋流器分散

8、相的密度低按混合物组分密度重质分散相旋流器分散相的密度高按旋流器结构单锥旋流器用于固-液分离与液-液分离双锥旋流器主要用液-液分离圆柱形旋流器用于重介质分选按分散相浓度普通旋流器分散相浓度≤百分之几分离浓稠介质旋流器分散相浓度约为20％-50％按有无运动部件静态/动态旋流器器壁高速旋转2.3水力旋流器的分类2.4分离效率分离效率是所有旋流器的最关键性能，对于固-液分离来说