固液分離用水力旋流器的設(shè)計(jì).pdf

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1、10固液分離用水力旋流器的設(shè)計(jì)固液分離用水力旋流器的設(shè)計(jì)東北大學(xué)褚良銀本文系統(tǒng)地分析了影響固液分離用水力旋流器性能的諸因素,總結(jié)了有關(guān)諸因素的研究成果,從而對該類旋流器的參數(shù)設(shè)計(jì)提供了有效指導(dǎo)。關(guān)鍵詞固液分離水力旋流器參數(shù)設(shè)計(jì)[1]自從1891年水力旋流器問世以來,有關(guān)水力旋流器的直徑主要影響其生產(chǎn)能力和其研究與應(yīng)用方面的文獻(xiàn)已不計(jì)其數(shù);但是其固相分離粒度大小。一般說來,隨著旋流器直徑中絕大多數(shù)文獻(xiàn)所涉及的都是將水力旋流器用的增大,其生產(chǎn)能力和分離粒度都將有所增大[4、5]于分級(jí)方面,而用于固液分離方面的則要少得(如圖1所示),這表明不能簡單

2、地利用幾何多。由于水力旋流器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成相似準(zhǔn)則在實(shí)驗(yàn)室或半工業(yè)試驗(yàn)廠內(nèi)用小直徑本低及處理量大等優(yōu)點(diǎn),因而其在固液分離領(lǐng)水力旋流器來模擬工業(yè)規(guī)模的大直徑水力旋流[6]域的應(yīng)用正越來越受到關(guān)注,它能用來完成澄器,而應(yīng)借助一些相應(yīng)的換算關(guān)系(詳見文獻(xiàn)清、脫水、濃密、液體的凈化(包括除砂)及固體[7]P72—73)。[2]的回收等多種固液分離作業(yè)。在一些場合,過去許多依賴于大型重力濃縮機(jī)和離心分離機(jī)完成的工作正逐步由水力旋流器所承擔(dān);而且目前世界上已有一些廠家專業(yè)制造固液分離用水力旋流器,如美國克萊布斯工程師公司(KrebsEngine

3、ers)就專門提供直徑從1215mm到150mm的固液分離用水力旋流器系列,使用這些水力旋流器從液體中分離出的固體粒子能夠[3]細(xì)達(dá)5微米。目前,化工、選礦、環(huán)保及石油等行業(yè)的工程師們都在對固液分離用水力旋流器日益感興趣。本文擬就固液分離用水力旋流器性能的主要影響因素作一系統(tǒng)分析,并藉此為圖1水力旋流器直徑對其生產(chǎn)能力和分離粒度影響[4、5]該類水力旋流器的參數(shù)設(shè)計(jì)提供有效指導(dǎo),以在水力旋流器的設(shè)計(jì)過程中,可以根據(jù)設(shè)期促進(jìn)水力旋流器在固液分離領(lǐng)域的應(yīng)用。計(jì)規(guī)模及分離粒度要求借助于圖1來選定旋流器的直徑。在要求溢流粗,而生產(chǎn)能力高的場1水力旋流

4、器直徑3Ruth,BF.IngEngChem,1935,27:208isticsofBinaryMixtures.ThesisofMS,Departmentof4TillerFM.ChemEngProg,1953,49:467ChemEng,UniofHouston5TillerFM.AIChE,1962,8:4458TillerFM,De-ZiCong,N.B.Hsyung.NewRevolving6GraceHP.ChemEngProg,1953,49:367LaboratoryFilter.AdvancedFiltrationandSe

5、paration7LeuWF.NewPorosityModelandFiltrationCharacter2Technology,1992,6《化工裝備技術(shù)》第16卷第1期1995年11合一般選用大直徑水力旋流器;而要求分離粒流量之比)增大以及固相分離效率的增大(增度很細(xì)時(shí)則應(yīng)選用小直徑的水力旋流器(組)。大到一定程度后又下降),并使分離粒度下降到由于大直徑的水力旋流器比小直徑的水力旋流某一界限。如果僅考慮分離效率的要求,則分[7]器組操作使用較為簡單可靠,而且堵塞的機(jī)離效率最大值時(shí)對應(yīng)的便是最佳排口比,其值[7、10]會(huì)較少,因此,在可以獲

6、得同樣性能指標(biāo)的情一般落在0135—0160范圍內(nèi)。況下,應(yīng)該優(yōu)先采用大直徑的水力旋流器。3溢流管插入深度2水力旋流器的開口隨著溢流管插入深度的減小,旋流器生產(chǎn)[1、7]水力旋流器的開口系指其進(jìn)料口、底流口能力有所增大,而分離粒度則有所減小,同[1、10]和溢流口,這三個(gè)開口的尺寸(設(shè)計(jì)變量)對時(shí)分股比將會(huì)增大。文獻(xiàn)[7]和[8]推薦水力旋流器的性能有著明顯的影響。的最佳溢流管插入深度為l=(0133—0150)D,[9]進(jìn)料口尺寸的增大會(huì)導(dǎo)致水力旋流器的生而Rietema則認(rèn)為用于分離的最佳插入深度[1]產(chǎn)能力和分離粒度增大,并可能減小磨損

7、。文為l=014D。獻(xiàn)[7]和[8]推薦的工業(yè)用旋流器最佳進(jìn)料4溢流管壁厚口直徑de(或面積當(dāng)量直徑)為de=(0115—[9]0125)D,其中D為旋流器直徑;而Rietema溢流管壁厚的增加,可以提高旋流器的分[11]認(rèn)為分離用水力旋流器的最佳進(jìn)料口(面積當(dāng)離效率,并能降低其內(nèi)部損失,而且還能略[12]量)直徑應(yīng)為de=0125D。進(jìn)料口的形狀也很重微提高旋流器的生產(chǎn)能力。設(shè)計(jì)分離用旋流要,文獻(xiàn)[6]指出矩形進(jìn)料口比圓形進(jìn)料口更器時(shí)可適當(dāng)加大溢流管的壁厚,只要讓溢流管有助于進(jìn)料沿旋流器擴(kuò)展,而漸開線型進(jìn)料口的外徑不超過D-2de即可。作者

8、最近的研究表[13、14]同切線型進(jìn)料口相比,則不僅能使湍動(dòng)最小,而明,將溢流管外壁做成環(huán)齒形有助于提高且能減少磨損。旋流器的分離精度。溢流口直徑do是一個(gè)很重要的