影响水力旋流器工作原理艺效果的因素有哪些

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水力旋流器有什么优缺点？
水力旋流器有许多优点：结构简单，没有运动部件；单位体积的处理能力大；分级精度高；设备造价低；占用地方小，维修方便；矿浆在机器中停留的数量和时间少。
水力旋流器也存在缺点：运输矿浆用的砂泵消耗动力大；砂泵进出料口处磨损剧烈，因此修理频繁；要求给矿粒度、矿浆浓度和压力变动范围小，容易引起分级质量波动。但采取措施，如进出料口处镶铸石衬套，可大大减少磨损。严格加强操作制度，旋流器大部分影响质量的缺点是可以避免和减少的。
旋流器的规格用其圆筒部分的直径表示。例如：350水力旋流器其圆筒部直径为350mm。
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文档介绍：
技术探讨第5卷第8期
CONSTRUCTION 2015年3月
水力旋流器工艺参数评述
内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司内蒙古 014080
摘要:水力旋流器结构简单,是一种高效率的分级设备,已在国内外广泛使用。影响水力旋流器工作性能的因素很多,本文对水力旋流器
各工艺参数对其性能影响作了较为全面的阐述。
关键词:水力旋流器;分级;工艺参数
中图分类号:C35 文献标识码:A
旋流器又称旋液分离器,是一种分离非均匀相混合物的分器单位时间内处理的质量,一般使用较少。
级设备。早在100多年前就被用作固-液两相介质的分离装置, 2.2分级效率
主要用来完成液体澄清、料浆浓缩、固相颗粒洗涤、固相颗粒分级效率是旋流器的最关键性能。对于一定的旋流器,当
分级与分类、液体除砂等多种作业。迄今已经在矿物加工、化粒径大于某一临界粒度do时,这些粒径的颗粒将被100%地分
工、石油、轻工、环保、采矿等部门得到了广泛的应用。水离掉。当粒径d&do时,对某一粒径的颗粒只能被部分分离掉。
力旋流器具有一些突出的优点:结构简单紧凑,易于安装和操假设进料口处、底流口处与溢流口处分散相颗粒分布粒度分布
作;无运动部件,几乎不需要维护;设备成本低廉;体积小, 的概率
附属设备占地面积也小,单位面积处理量大,可节省现场空密度函数分别为f(d)、fu(d)、fo(d),则分级效率可以
间;易于连续化操作及自动控制等。表示为:
1、水力旋流器的结构及原理 G(d)=(f(d)-fo(d))/(fu(d)-fo(d))
旋流器是利用离心沉障原理从悬浮液中将两相(或多相) 分级效率从质与量两方面反映出设备性能的好坏、操作参
介质进行分离、分级或分选的一种设备。设备主体是由圆筒和数的优劣等,是改进设备结构、优化操作参数的主要技术依
圆锥两部分组成,悬浮液经入口管沿切向进入圆筒,向下作螺据。
旋形运动,固相颗粒在离心力的作用下具有向旋流器壁沉降的 2.3分级粒度
趋向。粗颗粒由于受到较大的离心力作用,向旋流器壁面运动分级效率具有概率特性,因此,分级效率曲线亦称为概率
并随外旋流从旋流器底部排出形成底流;细颗粒则由于所受的分布曲线,该曲线表示一定粒级的颗粒被分离进入底流的概
离心力较小,来不及沉降就随内旋流从溢流管排出形成溢流。率。级效率曲线上50%效率所对应的粒径被称为分离粒度d50,
通过底流和溢流从而进行不同介质的分离。水力旋流器没有运修正级效率曲线上相应的粒径被称为修正分离粒度d50c。
动部件,典型的水力旋流器结构及其内部的主体流动过程见图 2.4分级精度
1和图2所示。水力旋流器的主要部件为进口、溢流管、柱段在颗粒分级水力旋流器中,分级效率曲线的陡度是一个非
(旋流腔)、锥段及底流管。来料由进口切向进入旋流器内作螺常重要的性能,分级效率曲线越陡,用这种旋流器分离出来的
旋运动(一般来说,入口速度都大于5m/s),液体在腔内急剧分级颗粒粒度尺寸就越集中,反之,获得的分级颗粒的粒度尺
转,产生强烈的涡流,并分为溢流和底流两部分分别由溢流管寸的分散性就大,因此分级效率曲线的陡度表示了分级旋流器
和底流管排出。在水力旋流器内部,同时存在着向下运动的外分级性能精度的高低。取分级效率曲线上对应于两个分离效率
螺旋和向上运动的内螺旋流动。时的粒径的比值表示陡度指数。则陡度指数可以记作
H25/75=d25/d75
由公式可以看出,陡度指数越大,表示分级效率曲线越
陡,分级精度也就越高。
3、水力旋流器结构参数和操作参数
3.1结构参数
马力强等通过对水力旋流器溢流引出管处的三维速度流场
的分析和研究,发现扩径的溢流引出管(相对于溢流管直径)
会引起切向速度减小,轴向速度不变,径向速度稍稍降低。在
轴向速度不变的条件下,径向和切向速度减小,有利于溢流的
图1 旋流器结构示意图图2 旋流器内部流体流动示意图排出。同时由于径向和切向速度的减小,也会使得对溢流引出
2、旋流器重要性能参数管磨损的减小,从而增加管道的使用寿命。
2.1处理能力王元文等对溢流部分结构做了比较多的研究,发现溢流口
评价水力旋流器处理能力(生产能力)的标准为体积流量直径对其浓缩性能有明显的影响。随着溢流口直径的增加,水
和质量流量。体积流量是最常用的评价依据,是指水力旋流器力旋流器浓缩倍数增加,底流口产率有减小趋势。溢流管插
单位时间内水力旋流器处理的体积量。质量流量是指水力旋流入深度对水力旋流器的处理能力和分流比均有显著影响。随着
第5卷第8期技术探讨
2015年3月 CONSTRUCTION
溢流插入深度的增加,水力旋流器处理能力先下降后增大,分如果底流口能够在给定的工作条件下排出水力旋流器中的
流比则相应减小。同时还发现溢流管插入深度对其浓缩性能没全部固相颗粒,则在进口压力增加时溢流固相粒度稍有下降;
有明显的影响,但对其产率则有明显的影响。随着溢流管插入但是,如果底流口过负荷,则有一部分颗粒进入溢流,使固相
深度对其浓缩性能没有明显的影响,但对其产率则有明显的影颗粒分级粒度增大并降低分级效率。
响。随着溢流管插入深度的增加,水力旋流器溢流产率增加, 西安建筑科技大学刘家祥、金冠璋、张治元通过试验发现
底流口产率有减小趋势。在其他条件固定时,水力旋流器随着安装倾角的增大,处理量
刘晓敏等在对水力旋流器脱油性能研究中发现,合理选取和分级粒度都呈直线增加,但分级粒度增加的幅度大。同样随
转筒的长径关系对效率有比较大的影响;相同流量与分流比着给矿压力的减小,分级粒度呈直线增大,但增大的幅度小;
时,随转速增加,增加旋转栅叶片数,叶片对液滴的剪切乳化处理量呈直线减小,且减小的幅度大。石油大学寇杰等通过研
作用增强,入口压力增高
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水力旋流器的工作原理及影响其分离效果的因素
是一种应用广泛的固液混合物的分离设备,它可以完成固体颗粒的分级与分选、液体的 澄清、料浆的浓缩等作业。具备许多优点，流程布置灵活、适于各种材料制作。它结构简单、无运动部件、占地面积小、设备成本低、效率高、处理量大、操作弹性大、运行和维护费用 低、动力消耗小，目前在选煤厂得到了广泛的应用，并取得了巨大的经济和社会效益。矿山的工作原理矿山中突出的是分级、浓缩作用 是很突出的。在一定压力下，煤泥水是由切向入料口给入旋流器的，从而形成一个回转流。向周围扩展运动的煤泥水在中心轴附近形成低压带。在旋流器中心处，颗粒回转速度达 到最大，从而产生最大的离心力。空气从底流口吸入，低压空气柱在中心轴处形成。的工艺参数是影响其分级、浓缩效 果的重要因素，它包括入料压力、入料浓度、入料粒 度及粒度组成等。的筒体长度主要影响其分离粒度和分离效率。通常情况下，旋流器的结构参数均已经标准化，主要体现在产品的技术性能表中。筒体长度增大能使分离时间延长,分离粒 度减小以及分离效果提高，然而会使产量降低和能耗增加;减小筒体长度时，结果相反。需要根据其设计的原始资料(设计能力、物料性质、作业类型、分离粒度等)计算出所需的旋流器的直径和台数，就可以从其系列产品技术性能表中选择与其匹配的其他结构参数。
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