水力旋流器復(fù)習(xí)進程.ppt

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1、水力旋流器第一章緒論1.1概述水力旋流器是一種分離非均相液體液體混合物的設(shè)備，它是在離心力的作用下根據(jù)兩相或多相之間的密度差來實現(xiàn)兩相或多相分離的。由于離心力場的強度較重力場大得多，因此水力旋流器比重力分離設(shè)備的分離效率要大的多。水力旋流器的基本結(jié)構(gòu)見圖1-1，由圓柱體、椎體、溢流口、底流口與進料口組成。圖1-1水力旋流器的基本結(jié)構(gòu)水力旋流器的應(yīng)用包括固-液分離、液氣分離、固固分離、液液分離、液氣固三相同時分離以及其他應(yīng)用。目前水力旋流器還作為一種高效的顆粒分級設(shè)備。單個水力旋流器的直徑一般可以從10mm-2.5

2、m，多數(shù)固體顆粒的分離粒度可以小至2-3μm,單個水力旋流器的處理能力的范圍一般為0.1-7200m3/h，其操作壓力一般在0.034-0.6MPa范圍內(nèi)，較小直徑的旋流器通常以較高壓力操作。與重力分離設(shè)備相比，水力旋流器的優(yōu)點如下：1.結(jié)構(gòu)緊湊，體積小2.質(zhì)量輕3.易于設(shè)計、安裝4.需要的系統(tǒng)配件少5.維修費用低6.易于調(diào)節(jié)與控制7.較寬的操作范圍8.對基礎(chǔ)的運動不敏感1.2分離的基本常識分離過程過程之所以能夠進行時由于混合物中待分離的組分的各種物理化學(xué)性質(zhì)之間，至少存在著某一種性質(zhì)上的差異。水力旋流器的分離技

3、術(shù)是利用密度差進行多相分離的非均相機械分離過程，因此適用于水力旋流器分離的物料必須是具有一定密度差的多相液體混合物，密度差越大，分離過程越容易進行，反之越難。利用水力旋流器進行分離的液體混合物可以是液-液、液-固、液-氣以及其他三相或多相料液，但其中必有一相為液體1.3固-液兩相流的基本知識對于互不相溶的多相液體混合物，不管其為液-液、液-固、液-氣混合物，其中的一相構(gòu)成流體混合物中的絕大部分，而且這一相中的流體相互之間都是以分子間的混合相互連接成一種連續(xù)的流動流體，這一相就成為連續(xù)相。多相流中組成比較少的、以多

4、個顆粒狀形態(tài)存在的、相互之間沒有連接成一體的那種氣泡、液滴或固體顆粒，稱其為分散相。密度兩相流的密度是指單位體積內(nèi)液體混合物所具有的質(zhì)量，以ρm表示，其單位為㎞/m3兩相流的密度與各相密度之間的關(guān)系為：式中ρm兩相流密度；ρc、ρd分別為連續(xù)相與分散相的密度；QC、Qd分別為連續(xù)相與分散相的體積流量；Q兩相流的總體積流量Q=QC+Qdρm=ρcQC+ρdQdQ濃度兩相流的濃度通常有四種表示方法：一是單位時間流過的分散相體積與兩相流的總體積之比，稱為體積濃度k;二是單位時間流過固-液混合物中的固體體積與液體體積之比

5、，稱為體積固-液比或體積稠度k｀;三是單位時間流過的分散相質(zhì)量與兩相流的總質(zhì)量之比，稱為質(zhì)量濃度c;四是單位時間流過固-液混合物中的固體質(zhì)量與水的質(zhì)量之比，稱為質(zhì)量固-液比或質(zhì)量稠度c｀。體積濃度k=Qd/Q體積固-液比k｀=Qd/Qc質(zhì)量濃度c=ρdQd/ρmQ質(zhì)量固-液比c｀=ρdQd/ρcQc密度與體積濃度之間的關(guān)系k=(ρm-ρc)/(ρm-ρc)密度與體積固-液比之間的關(guān)系k｀=(ρm-ρc)/(ρd-ρm)密度與質(zhì)量濃度之間的關(guān)系c=ρd/[ρd/ρc-c(ρd/ρc-1)]密度與質(zhì)量固-液比之間的關(guān)

6、系c｀=ρd(ρm-ρc)/[ρc(ρd-ρm)]第二章水力旋流器的工藝參數(shù)2.1水力旋流器的工作原理旋流器是一種利用流體壓力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動的裝置。當料漿以一定的速度進入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回轉(zhuǎn)運動。由于所受的離心力不同，料漿中的固體粗顆粒所受的離心力大，能夠克服水力阻力向器壁運動，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運動，細而小的顆粒及大部分水則因所受的離心力小，未及靠近器壁即隨料漿做回轉(zhuǎn)運動。在后續(xù)給料的推動下，料漿繼續(xù)向下和回轉(zhuǎn)運動，于是粗顆粒繼續(xù)向周邊濃集，而細小顆粒則停留在中心區(qū)域，顆粒粒徑

7、由中心向器壁越來越大，形成分層排列。。隨著料漿從旋流器的柱體部分流向錐體部分，流動斷面越來越小，在外層料漿收縮壓迫之下，含有大量細小顆粒的內(nèi)層料漿不得不改表方向，轉(zhuǎn)而向上運動，形成內(nèi)旋流，自溢流管排出，成為溢流，而粗大顆粒則繼續(xù)沿器壁螺旋向下運動，形成外旋流，最終由底流口排出，成為沉砂。2.2旋流器內(nèi)流體的流動區(qū)域與流動類型歸納起來，一般認為水力旋流器內(nèi)液體流動存在四種形式，即內(nèi)旋流、外旋流、蓋下流、循環(huán)流。分類方法種類說明固-液旋流器連續(xù)相液體；分散相固體按分散相類型液-液旋流器兩相均為液體輕質(zhì)分散相旋流器分散

8、相的密度低按混合物組分密度重質(zhì)分散相旋流器分散相的密度高按旋流器結(jié)構(gòu)單錐旋流器用于固-液分離與液-液分離雙錐旋流器主要用液-液分離圓柱形旋流器用于重介質(zhì)分選按分散相濃度普通旋流器分散相濃度≤百分之幾分離濃稠介質(zhì)旋流器分散相濃度約為20％-50％按有無運動部件靜態(tài)/動態(tài)旋流器器壁高速旋轉(zhuǎn)2.3水力旋流器的分類2.4分離效率分離效率是所有旋流器的最關(guān)鍵性能，對于固-液分離來說