国内外水力旋流器的研究进展
国内外旋流器技术参数
国内外旋流器技术参数1、澳大利亚重介旋流器流量参数说明：以上数据基于9倍的重介旋流器直径的压力下所得数据.＊表示参考指标，Φ1150重介旋流器的Ep参考值约为0.022，Φ1300重介旋流器的Ep参考值约为0.018,选用更大直径的重介旋流器所取得的分选效果要相对好一些。
表中入料固体物流量所对应的介质与煤的体积比为2。
5：1,实际选用时应取2.8:1或3：1。
2、国内旋流器2。
1无压给料三产品重介质旋流器原理三产品重介质旋流器是由一台圆筒—圆锥型旋流器与一台锥结合型旋流器串联而成。
筒型旋流器呈30°倾斜放置,在上部与筒-锥型旋流器相串接.介质由筒型旋流器下部沿切线方向给入，原煤则由上部中心管给入。
分选是从低密度进行，低密度的煤由第一段筒型旋流器的下部溢流管排出,中间产品由上部排出，沿切线方向进入第二段筒-锥型旋流器，在该处获得最终中煤和矸石。
从三产品旋流器的第一段不仅可以得到质量高的精煤和稀的重介质，而且可以有效地提高第二段的分选密度。
特点无压给料三产品重介质旋流器可用一种原始密度的悬浮液选出三种产品。
具有入料粒度上限高、处理能力大、分选效率高的特点。
使用无压给料大大简化了选煤厂的工艺配置,设备费用及投资及厂房投资均可大幅度降低。
同时无压给料，还降低了设备的运行费用。
适用范围高硫、较难选、难度和极难选原煤主要技术特征2。
2有压给料两产品重介质旋流器工作原理在重介质旋流器中的煤与矸石受重力与离心力的作用,当颗粒密度大于悬浮液密度时,所受作用力方向与离心加速度方向相同,颗粒在旋流器介质中做离心运动，集中在外层.由于干扰下沉作用，紧贴器壁的是大矸石，其次是中等粒度、小粒度矸石汇合形成螺旋运动的矸石带，当矿浆到达锥体部分时离心力急剧增加，形成明显颗粒带。
当颗粒密度小于悬浮液密度时，颗粒在旋流器中作向心运动，并集中在旋流器的中心轴附近，呈螺旋运动形成中煤和精煤带。
当煤浆运动到溢流管时，精煤和中煤被压向溢流管，在此处由于溢流管底部的涡流作用发生了二次分选。
旋流实验装置与除油水力旋流器特性研究
（ ． Ｔ ｒ ｎｓ 。ｒａ ｌ ｎ ａ ｄ Ｓ ｏ ａ ｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｃｅ ｔ ｒ； １ ａ ｐ ｔ ｔｏ ｎ ｔ ｒ ｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ２． Ｉｅ ｔ ｏ ａ ｈ ｍ ａ ｉｓ，Ｕ ｎ ｖ． ｏ ｔ ｏｌｕｍ ，Ｄｏｎ ｙｉ ｇ ２５ ０ ） ｐ ． ｆＭ ｔ ｅ ｔｃ ｉ ｆＰｅ ｒ ｅ ｇ ｎ ７ ６１，Ｃｈｉ ｎａ）
２ 世纪 ９ ０ Ｏ年 代 以 来 、 国 东 部 油 田 大 多 进 人 中 、 我 高 含 水 开 采 期 ． 流 液 相 中 含 水 量 普 遍 已 达 ８ ～ 井 ０ ９ ， 油 气 处 理 过 程 中 必 然 产 生 大 量 的 含 油 污 水 而 ０ 在 传 统 的 水 处 理 设 备 由 于 液 体 停 留 时 间 长 ， 理 效 率 低 处 且 扩 建 困 难 而 不 能 满 足 生 产 需 要 除 油 水 力 旋 流 器 自 ８ Ｏ年 代 初 开 始 开 发 研 制 以 来 ． 其 分 离 效 率 高 、 理 以 处 量适 应 范 围宽 、 构 简单 、 作 和 维护 方 便 、 结 操 占地 面 积 小 、 装 方 式 灵 活 等 突 出 优 点 ． 为 一 种 新 型 的 油 田含 安 成 油 污 水 处 理 设 备 究 流 量 、 力 和 分 流 比 对 除 油 水 力 研 压 旋 流 器 分 离 性能 的 影 响 ． 改 进 水 力 旋 流 器 的结 构 和 对 指 导 水 力 旋 流 器 的使 用 具 有 重 要 意 义 。 本 文 以 研 究 除 油 水 力 旋 流 器 特 性 为 目 的 ， 计 建 设 成 ｒ一 套 旋 流 实 验 装 置 ． 以 柴 油 和 水 为 介 质 对 除 油 并
水 力旋 流 器 的 分 离 特 性 进 行 了 初 步 研 究
水力旋流器发展概况及趋势
水力旋流器结构特点是具有小角度 的锥体, 一般在 10
16
矿业工程
第5卷 第4期
~ 20 左右, 是当前处理煤泥水的有效 设备之一。我 国从上 世纪 50 年代开始使用, 现已广泛用于选煤厂选 前脱泥、介 质回收、煤泥水浓缩等作 业。在生产 中它 的分级 粒度 一般
不超过150 m, 必要时可控制在75 m或更小。 水力旋流器由于其结构简单、操作方便、生产能力 大、
流器, 由于受到外筒壁的 限制, 迫使 液体 做自上 而下 的旋 转运动, 通常将这种运动 称为外 旋流或 下降 旋流运 动。外 旋流中的固体颗粒受到 离心力 作用, 如果 密度大 于四 周液 体的密度 ( 大多数情况) , 它所受的离心力就越 大, 一旦这 个力大于因运动所产生 的液体 阻力, 固体 颗粒就 会克 服该 阻力而向器壁方向移动 , 与悬浮 液分离, 到达器 壁附 近的 颗粒受到连续的液体推 动, 沿器壁 向下运 动到达 底流 口附
2 旋流器分离理论的研究现状
伴随着水力旋流器 的研究 与应 用, 其分 离理论 的研 究 也如火如荼地展开。由 于水力 旋流器 中的液 - 固两 相流 体 的三维强旋转场及其 分离机 理的复 杂性, 使 得水力 旋流 器 没有一个通用的物理和数学模型来支撑其分离的 理论模型。 因此水力旋流器的结 构和操 作参数 对分离性 能的影 响关 系 式均停留在定性阶段 或局限 在很窄 的条件 范围 内, 有代 表 性的旋流器分 离过程 物理 模 型包 括以 下理 论: Dr iessen 于 1951 年提出的平 衡轨 道理 论[4, 5] 、R i- etema 于 1961 年 提 出的停留时 间理 论[ 6] 、Fahlstr om 于 1960 年提 出的 底流 拥 挤理论和湍流两相 流理论[ 7] 、王 光风推 导出 来的内 旋流 分 离模型、溢流理论及分离过程随机性[ 8,9] 。这些物理模型支 撑了旋流器的发展过程。
动态水力旋流器结构参数化造型优选设计研究
旋转 栅位于转筒 入 口端 。根据 研究经验 ，笔者
优选 设 计 了 叶 片 式 和螺 旋 式 两 种 旋转 栅 。
（） １叶片式旋转栅结 构参数及造型设计
四叶片
囤 ｊ螺 旋 式 硅转 栅 拳 数 化 熹体 连型 设 计 圉
旋 转栅参数 化造型设 计 ，如 图 ２ 所示 ，其主要结构 参数包括 ： 叶片长度 Ｌ、 中心轴直径 ｄ 叶片厚度 ｈ 、 、
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动 态水 力旋 流 ｛
参 数 化 造 型 优 选
太庆石 油学院机械
【 摘
要】 动态水力旋流器 是一种新型高效油水分离设备 ， 为提
软 件重点对其 主要构件进行 了参数化实体造型虚拟建模及装配设计 ， 简要描述 了该样机结构组成及工作原理 。 ２ 世纪 ６ ０ ０年代，液液目前 ， 此技术发展较快 。 对 中性 ，设计 动 态旋 流分 离技术 自２ 世纪 ９ 年代初 引人我 国， ０ ０ 并 高导 向精度的 未得 到及 时发展 。随着三次采油及三元复合驱采油 修 ，又易于实 技术的发展 ，发现静态水力 旋流器 应用受到 限制 ， 如增压 方 式 、深度 水 处理 等 工 艺需 加 以配 套等 。 ２ ．油水 旋流分离
水混 合液 ，是一种急 待开发研究 的高效分 离设备 。 实践证明，样机 经过造型优选设计 ，提高 了其设计 及制造精 度 ，缩短 了产 品开 发设计周期 。 一 一
转筒 、旋转栅 、收油套 、收油杆 、溢流嘴及 其调节
这 里利用Ｃ Ｄ ５ ＡＤ Ｓ 设计软件着重对动态水力旋
组件 、电机 、Ｖ带 、带 轮、支架、导轨、轴承、动 流器主要构件进行 了参数化造型优选设计 。
国内外研究进展
国内外研究进展：滴灌是一种先进的节水灌溉技术，但由于滴灌灌水器的流道或孔口直径比较小，一般仅为1 mm左右，灌溉时对水质要求比较高[1-3]。
而实际上任何水源都含有一定杂质及颗粒物质，很容易导致滴灌系统堵塞。
过滤器是保证滴灌系统正常运行的关键设备，能有效清除灌溉水中各种杂质，避免灌水器堵塞，提高滴灌系统的灌水质量和运行效率。
过滤器是消除堵塞的关键因素，是清除水中各种污物和杂质，保证灌水器正常工作的关键设备[4-5]，其水力性能直接影响灌溉系统的使用寿命。
研究滴灌系统中典型过滤器的水力性能，对优化过滤器结构，进一步解决滴灌堵塞问题和推动节水农业发展有重大意义。
在滴灌系统设计中需要根据水源的具体情况，确定适宜的过滤器，达到过滤效果好且水头损失小的效果，提高系统水力性能、降低运行成本。
兹以网式过滤器和叠片过滤器为研究对象，研究这2 种过滤器在清水和浑水条件下局部水头损失变化规律和其对除沙率的影响，为滴灌系统设计和运行过程中确定过滤设备及过滤效果提供一定参考。
1研究意义：充分研究滴灌系统中典型过滤设备的性能，从而提高过滤系统对生活污水的处理效率，进一步解决滴灌堵塞问题，充分发挥滴灌技术的节水增产效应。
这对内蒙古节水农业的发展有重大意义。
还能充分利用生活污水进行滴灌，减轻滴灌对地下水的依赖程度，避免由于地下水超采引发的环境问题。
限于经济技术条件，再生水水质虽然达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)的要求，但由于其中仍含有大量藻类、盐分离子、固体悬浮物、有机物和微生物，极易引起滴灌灌水器的堵塞，对再生水滴灌系统构成威胁。
该研究成果也可以应用到小型生活污水厂的再生水循环利用，为引生活污水用于滴灌系统中的过滤器配置提供技术指导。
同时，过滤设备性能的研究，能够完善滴灌配套产品，提升系统配套性能，降低滴灌系统运行成本，减少生产投入，降低生产成本，这对提高边疆少数民族的生活水平和维护社会稳定有着十分重要的政治意义，这也符合国家西部大开发的战略思路。
水力旋流器的研究现状和发展趋势
水力旋流器的研究现状和发展趋势曹雨平;姜临田【摘要】随着对污水处理需求的不断变化,水力旋流器的研究及应用也越来越广泛.介绍了水力旋流器的工作原理和发展历史,概述了国内外对其分离过程的理论研究以及所面临的难题.并从结构参数优化、内部流场模拟和应用技术拓展等3个方面总结了水力旋流器的研究现状,最后展望了水力旋流器的发展趋势.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2015(035)002【总页数】4页(P11-14)【关键词】水力旋流器;分离模型;结构参数优化;内部流场模拟【作者】曹雨平;姜临田【作者单位】江苏理工学院,江苏常州213000;常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8水力旋流器又称旋液分离器，是一种分离非均匀相混合物的多相分离设备，其结构通常是圆筒和圆锥的组合体，来料沿切线进入圆筒，在离心力的作用下，重组分旋转向下排出，轻组分下降到一定位置后随溢流从顶部排出，这样就完成了轻重组分的分离。
水力旋流器最早出现于1891年E.Bretney申请的一篇专利，随后其广泛应用于选矿、澄清、固液分离等行业，1980年M.T.Thew针对油-水分离发明的新型水力旋流器将其应用拓展到液-液分离的领域。
水力旋流器具有结构简单、操作便捷、经济高效、空间需求小、处理范围广等诸多优点。
1980年至2000年，英国BHRA流体工程中心先后组织召开了6次水力旋流器国际学术研讨会，关于水力旋流器的最新研究成果得以交流，由此将水力旋流器的研究推上了更高的一个层次。
纵观20世纪有关水力旋流器的研究，人们在致力于将水力旋流器拓展到各个行业的同时，专注于建立分离理论的数学模型以探索水力旋流器设计、制造和使用的基本规律。
代表性的主要有：M. G.Driessen〔1〕（1951年）提出的平衡轨道理论，K. Rietema〔2〕（1961年）提出的停留时间理论，以及我国王光风等（1995年）提出的内旋流分离模型〔3〕。
水力旋流器工作效率提高策略探究
水力旋流器工作效率提高策略探究作者：孟令丽来源：《黑龙江工业学院学报（综合版）》 2018年第5期孟令丽（黑龙江工业学院，黑龙江鸡西158100）摘要：随着采矿机械化的发展及采矿深度的加深，矿物的粒度越来越细，因此选矿工程对水力旋流器的结构参数及分选效果要求越来越高，结合生产实际需求对水力旋流器分选效果提高的策略进行探究，以期提高旋流器的工作效率及企业的生产效益。
关键词：提高；水力旋流器；分选效果；策略中图分类号：TD45 文献标识码：A作者简介：孟令丽，硕士，讲师，黑龙江工业学院。
研究方向：选煤设备自动化。
水力旋流器是选矿工程中最为常见的一种分离分级设备，但其耗能较大，工作效率容易受到自身因素、人为因素和环境因素的影响。
水力旋流器的工作原理简单来说是离心沉降，具体来说是矿浆在压力作用下通过矿管沿柱体切线方向进入壳内，在壳内做回转运动。
矿浆中密度较大的颗粒因为受到较大的离心力进入回转流的外围，同时随着矿浆流向下流动，随后通过旋流器底部的沉砂嘴排出去，形成沉砂。
细小颗粒由于受到的离心力比较小，会随着液体流向上运动，最终通过溢流管流出形成溢流。
利用旋流器进行分级是磨矿生产中必不可少的一个环节。
水力旋流器是专门用于分离去除污水中的粗颗粒泥砂等物质的设备。
目前水力旋流器已经广泛应用于有色金属矿山和黑色金属矿山的选矿生产中，它可以提高选矿厂金属的回收率，增加台时处理能力，从而提高选矿厂的经济效益。
水力旋流器最早出现于20世纪30年代的荷兰地区，它的构造较为简单，占地面积较小，价格实惠，而且污水处理量大、分级粒度大，但是它也存在消耗动力大的缺陷。
水力旋流器的主体部分由一个中空圆柱体和倒椎体上下连接组成，除此之外，还伴有矿管、溢流管和沉砂口等辅助设备。
在选矿工业中，水力旋流器主要用于分级、分选、浓缩和脱泥等。
水力旋流器应用于选矿工业中的作用是多种多样的，当旋流器当作分级设备使用时，它与磨机共同组成磨矿分级系统；当它用于浓缩脱水设备时可以将选矿尾矿浓缩后送到地下采矿坑道充当填充物；它还可用作脱泥设备。
旋流分离技术的现状与应用前景
旋流分离技术的现状与应用前景袁惠新X曾艺忠杨中锋(江南大学)(华北油田采油五厂)摘要在简述了液液旋流分离器的基本结构和工作原理及特点的基础上,介绍了旋流分离技术用于油污水处理、原油或其他油品脱水、液化气脱胺等方面的研究与发展现状,并展望了旋流分离技术在液液分离过程中的应用前景。
关键词旋流分离器旋流分离技术油水分离含油污水处理油品脱水中图分类号TQ05118+4文献标识码A文章编号0254-6094(2002)06-0359-05旋流分离器(简称旋流器)的发明、应用已有约一个半世纪了。
开始,只用于选矿过程中的固液分离和固固分离-分级,后来发展到固气分离,液气分离等。
到20世纪80年代末,这种旋流分离器被用于石油工业中的产出水除油,取得了满意的效果。
在液液分离研究过程中,先是轻分散相液体的分离(如油污水脱油),再是重分散相液体的分离(如油品脱水)。
虽然旋流分离技术在液液分离方面的应用要晚得多,但已显示出了其体积小、快速、高效、连续操作等方面的优越性,特别是用于轻分散相液体的分离,其牛顿效率非固液分离能比。
1简介1.1液液旋流器的基本结构及工作原理旋流器是一种利用离心沉降原理将非均相混合物中具有不同密度的相的机械分离设备。
旋流分离器的基本构造为一个分离腔、一到两个入口和两个出口(图1)。
分离腔主要有圆柱形、圆锥形和柱-锥形3种基本形式。
柱-锥形又有单锥形和双锥形两种。
入口有单入口和多入口几种,但在实践中,一般只有单入口和双入口两种。
就入口与分离腔的连接形式来分,入口又有切向入口和渐开线入口两种。
出口一般为两个,而且多为轴向出口,分布在旋流分离器的两端。
靠近进料端的为溢流口,远离进料端的为底流口。
在互不相溶、且具有密度差的液体混合物以一定的方式及速度从入口进入旋流分离器后,在离心力场的作用下,密度大的相被甩向四周,并顺着壁面向下运动,作为底流排出;密度小的相向中间迁移,并向上运动,最后作为溢流排出。
这样就达到了液-液分离的目的。
水力旋流器原理
水力旋流器原理水力旋流器是一种利用离心力和离心泵原理来实现液体固液分离的设备。
它主要由进水口、旋流室、出水口和排渣口等部分组成。
在水力旋流器内，液体通过进水口进入旋流室，在旋流室内受到离心力的作用，使得固体颗粒被甩向旋流器壁面沉积，而清水则从旋流器的中心部分排出。
水力旋流器在水处理、污水处理、矿山选矿、冶金、化工等领域有着广泛的应用。
水力旋流器的工作原理主要是利用离心力和离心泵原理。
当液体通过进水口进入旋流室时，由于旋流室内部设计了一定的结构，液体在进入旋流室后会产生旋转运动，形成一个高速旋转的液体环流。
在旋流室内，由于液体旋转的高速运动，固体颗粒受到离心力的作用，被甩向旋流器壁面沉积。
而相对轻的清水则在旋流器的中心部分被甩向旋流器的中心，从出水口排出，从而实现了液体固液分离的目的。
水力旋流器的工作原理可以用一个简单的例子来解释。
就好像在洗衣机中洗衣服一样，当洗衣机开始高速旋转时，水和衣服的混合物会形成一个旋转的环流，而衣服的固体颗粒会被甩向洗衣机的壁面沉积，而清洁的水会从洗衣机的中心部分排出。
这就是水力旋流器的工作原理。
水力旋流器的工作原理非常简单，但却非常有效。
它可以高效地实现液体固液分离，将固体颗粒从液体中分离出来，从而达到净化液体的目的。
在水处理领域，水力旋流器被广泛应用于去除污水中的固体颗粒，提高水质。
在矿山选矿、冶金、化工等领域，水力旋流器也被用来分离固液混合物，提取有用的矿石或化工产品。
总的来说，水力旋流器是一种利用离心力和离心泵原理来实现液体固液分离的设备。
它的工作原理简单而有效，广泛应用于水处理、污水处理、矿山选矿、冶金、化工等领域。
希望本文对水力旋流器的工作原理有所帮助，谢谢阅读！。
海王水力旋流器
*金属矿山用水力旋流器*海王公司生产的"海王"牌水力旋流器已广泛应用于黑色金属矿山、有色金属矿山的选矿工艺中。
在铁矿、铜矿、金矿、镍矿等金属矿山的闭路磨矿分级、开路分级等单元操作中，提高了选厂金属回收率，增加了台时处理能力，提高了选厂的经济效益。
根据磨矿处理量的要求，对溢流细度的要求和沉砂浓度的要求，正确选择适合规格及型号的旋流器，是能否达到最优化工作条件的前提。
海王公司生产的旋流器溢流管、底流口已系列化，对设计选型及现场调试带来较大的便利。
海王公司生产的旋流器已运用到选厂下列作业中：1、选矿厂闭路磨矿循环及不同产品的再磨循环中的检查分级、预先分级和控制分级；2、溢流和返砂分别再选时的分级；3、为抛掉恶化选别过程细粒矿泥而进行的脱泥；4、为节省药剂耗量而在浮选前的脱药；5、脱泥的同时进行产品的浓缩或为了得到较浓的过滤机给料以便提高其处理能力而进行的浓缩。
闭路磨矿分级闭路磨矿的水力旋流器是为获得规定粒度的磨矿产品的统一"磨矿机-分级机"机组的一个组成部分。
闭路磨矿中水力旋流器的作用，一方面使规定粒度的产品进入溢流，而另一方面则是保持磨机在总负荷量、负荷的粒度组成和固体含量等各方面都达到最佳规范。
根据处理能力不同、所要求的细度不同，海王公司给用户提供Φ50、Φ75、Φ100、Φ125、Φ150、Φ200、Φ250、Φ300、Φ350、Φ500、Φ660等单机、并联机组或串联机组。
"海王"牌旋流器已广泛应用于一段磨矿、二段磨矿、精矿再磨分级作业中，得到良好的效果。
闭路矿用旋流器精矿再磨用旋流器尾矿充填与筑坝选矿厂尾矿送往尾矿库，尾矿中小于37μm的细砂不宜作为尾矿筑坝的材料。
使用旋流器分级后，粗粒尾矿留在坝体部位，细粒级向尾矿池的尾部运动，细粒矿浆在流动过程中也自然分级，稀而细的尾矿流动过程中也自然分级，在尾矿库的尾部则有一段是澄清水区，可作为回水利用。
水力分级旋流器分级效果的影响因素研究
机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT 总第189期2019年第1期Total 189No.l , 2019机械分析与设计D01:10.16525/l4-1134/th.2019.01.037水力分级旋流器分级效果的影响因素研究吴华衡(大同煤矿集团大友选煤有限责任公司，山西大同037000)摘要:介绍了水力分级旋流器的结构概况与工作原理，并对分级效果的影响因素进行了系统研究。
分析认为：进出口料液的流量、进出口料液的浓度以及入料口的压力是最主要的影响因素。
同时得到了进口流量、分级效 率和底流浓度等重要参数与进料口压力间的定量关系。
关键词：旋流器 分级 入料口压力中图分类号:TD94文献标识码:A 文章编号:1003-773X( 2019 )01 -0086-03引言煤炭分选所用的分选设备对分选粒度有着一定 的要求，为了提高分选效果以及分选产物的品质，在 进行分选前都要对入料粒度进行分级.筛选出在所用设备规定粒度范围内的煤。
细粒煤的主要组成矿物成分为黏土，遇水容易发生泥化，形态呈现为块状和团状，分选过程中底流混入细粒煤会降低分级设备分选的效率和产物的品质m 。
分选成功与否的重 要保证就是分级，高效的分级设备会提高分选的效率，减小细粒煤的污染，水力分级旋流器结构简单、操作简便，同时分选效率较高,故在各大企业中均得到广泛应用。
但在实际操作过程中，在诸多因素的干 扰下水力分级旋流器的分级效果会大打折扣，基于此，本文对水力分级旋流器分级效果的影响因素进行综合分析。
1水力分级旋流器的结构概况水力分级旋流器的主要构成部件包括入流口、溢流口、旋流腔、锥段以及沉砂口等，如图1所示。
入 料从入流口进入旋流器,通常入料的流速较大，入料 在设备内部做螺旋式流动，会形成较为快速的涡流,最终分为溢流和底流两部分，溢流从溢流口排岀，底 流从底流口排出。
2水力分级旋流器的工作原理D-入流口直径;Do —溢流口直径;2—旋流腔直径;2—沉砂口的直径;L l 旋流腔的长度图1水力分级旋流器的结构简图收稿日期:2018-07-13作者简介：吴华衡(1988—),男，本科，毕业于华北科技学院矿物加工工程专业，助理工程师，从事选煤相关工作。
水力旋流器流场研究进展
后
勤
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学
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文章 编 号 ：６ ２— ８３ ２ １ ）２— ０ ６— ４ １７ ７ ４ （０ ０ ０ ０ ５ ０
４ ０ １ Ｃ ｉａ５ Ｌ ｇ ｔ ｓＤ ｐ ｒ ｅ ｔＳｃ ｕｎＰｏｉｃ ｌａｙＡ ｅ ｏ ｍ ｎ ， ｈ ｎ ｕ６ ０ １ ， ｈｎ ） ０ ０ ５，ｈｎ ；． ｏ ｉｉ ｅａｔ ｎ ，ｉｈ ａ ｒｖ ｅＭｉｔｒ ｒａＣ ｍ ａ ｄ Ｃ ｅ ｄ １０ ２ Ｃ ｉａ ｓｃ ｍ ｎ ｉ
ｄ ｉｇ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ａ ｈ ｎ ｅ ｎｐａ ｅ ｈｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｕｔ ． ｓ ａ ｃ ｉ ｏｓ ｏ ｓａ ｄ ｔｅ ｓ ｉ ｈ ［ ｕ ｅ ａ ｅ ｐ ｅ ｉｔ ｄ ｕｒｎ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ，ｎｄ ｔ ｅ ｏ ｌ ｒ ｓｔ ｅ ｅ ｒｈｉｇ ｒ ｓ ｌｓ Ｒｅ ｅ ｒ ｈｎｇ ｈ ｔｐ ｔ ｎ ｒｎｄ ｎ ｔ ｅ ｕｔ ｒ ｒ 意义。从 实验研 究和 数值模 拟研 究两 方面 总结 了 国内外学者在 水 力旋流 器流场研 究 方面的 主要 成 果 ， 对研 究过程 中所 采用 的研 究方 法进行 了描 述 ， 分析
比较 了研 究结果 ， 并对 未来研 究 的方 向进行 了展 望 。
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｏ ｆｅｄ ｉ ｙ ｒ ｃ ｅｏ ｅ ｉ ｅ ｙ ｃ ｍｐ ｅ ｂ ｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｆｇ ｅ ｔｓｇｎｆｃ ｎ ｅ ｏ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆ ｓｒ ｃ ｅ ｆ ｗ ｌ ｎ ｈ ｄ ｏ ｙ ｌｎ ｓ ｖ ｒ ｏ ｌ ｘ， ｕｔｉｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ｏ ｒ ａ ｉ ｉｉａ ｃ ｔ ｈｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｏ ｌ ｉ
水力旋流器的研究现状及其在石油工业中的应用前景
①水力旋流器的研究现状及其在石油工业中的应用前景倪玲英(石油大学(华东)石油工程系,山东东营 257062) 摘要:介绍了油水分离水力旋流器在国内外的研究现状和发展趋势,分析了水力旋流器在油田油水分离系统中的应用前景,对井下油水分离新技术的工作原理、可行性和应用受益作了简单介绍。
关键词:水力旋流器;油水分离;研究现状;应用前景 中图分类号:TQ02814+6 TQ05118+4 文献标识码:A 文章编号:100528265(1999)0320001204 水力旋流器用于高油水分离,它与传统的游离水脱除器、重力沉降、气浮选电脱水等设备相比,它具有结构简单、体积小、重量轻、没有运动部件、分离效率高和处理时间短(仅为几秒钟)等特点,是一种新型、高效、节能的分离设备,故在油田的油水分离系统越来越引起人们的注意。
1 水力旋流器在国内外现状及发展趋势111 国外的情况水力旋流器用于固液分离已有近百年的历史,但用液一液分离至今不到20年的历史。
1980年英国南汉普敦大学M artin T hew教授首先发表了水力旋流器用于液一液分离的研究成果,后由CONOCO公司迅速将此成果转化为污水除油设备,在海上平台、污水处理站和井口装置上应用,据不完全统计,截至1992年底,污水除油水力旋流器已在北海、墨西哥和阿拉伯等地应用300多套,处理总液量达每天127万立方米。
近几年,水力旋流器的应用范围不断扩大,已用于高含水原油预分水和原油除水,都有了较为成熟的技术和成功的经验。
1991年加拿大工程研究中心率先提出“井底油水旋流预分离,该项技术通过将水力旋流器与双液流泵相结合,实现井底油水分离并将分离后的水回注目标,油泵至地面。
”的创意和设想,并进行可行性研究。
其后,陆续有世界各地的公司、院校和研究单位近30家,都开始这一项目的研究。
经过了几年的努力,该项目取得了突破性进展,已进入商业性应用。
研究应用表明:井底油水分离系统具有稳油、控水、节能、节支、增储、环保等多种优势。
水力旋流器的工作原理
水力旋流器的工作原理
首先，水力旋流器利用离心力分离固液或液液混合物。
当混合物进入旋流器内
部时，由于旋流器内部的特殊结构设计，使得混合物在旋流器内部产生高速旋转的运动。
在旋转的过程中，由于离心力的作用，密度较大的固体颗粒或液体会向旋流器的外部壁面集中，而密度较小的液体或气体则会向旋流器的中心部分聚集，从而实现了固液或液液的分离。
其次，水力旋流器利用旋流效应来加速分离过程。
旋流效应是指在旋流器内部，由于设备特殊结构设计所产生的高速旋转，使得混合物中的固液或液液分离更加迅速和彻底。
通过旋流效应，可以使得固液或液液分离的效率大大提高，从而满足不同工艺要求的分离效果。
最后，水力旋流器利用分级分离来实现更精细的分离效果。
分级分离是指在旋
流器内部，通过设备的特殊结构设计，使得分离过程可以分为多个阶段进行，从而实现更加精细和彻底的固液或液液分离。
通过分级分离，可以有效地去除混合物中的杂质和固体颗粒，从而得到更纯净的液体产品。
综上所述，水力旋流器的工作原理主要包括离心力分离、旋流效应和分级分离
三个方面。
通过这些工作原理的相互作用，水力旋流器可以实现高效、精细的固液或液液分离，从而在水处理、污水处理、环保等领域发挥着重要的作用。
水力旋流器工作原理
水力旋流器工作原理
水力旋流器是一种利用旋流原理进行分离和过滤的设备。
其工作原理如下：
1. 液体进入旋流器后，通过进入管道中的旋流腔室，形成一个旋流环流。
这种环流是由于液体在进入腔室时被强迫旋转，导致中心和周围产生速度差异，从而产生旋涡。
2. 在旋涡内，重力会使较重的颗粒或固体物质受到向下的离心力，从而沿旋涡的外部相对低速区沉积下来。
3. 而相对较轻的液体则会随着旋涡继续向上旋转，并通过旋涡的中心部分，形成一个较清晰的中心区域。
这个中心区域的液体则可以通过出口管道排出旋流器。
4. 排出的液体中可能仍会存在一些细小的颗粒物，为了进一步过滤，可以通过旋流器内部的附加设备（如过滤器、离心过滤器等）进行处理。
通过这样的工作原理，水力旋流器可以将液体中的固体颗粒进行分离，从而实现物质的过滤和净化。
它在水处理、废水处理、矿业、石油化工等行业中广泛应用。
水力旋流器的工作原理
水力旋流器的工作原理
水力旋流器是一种利用旋流效应实现物料分离的设备。
它主要由圆筒体、喷嘴、进料管和排渣口等组成。
其工作原理如下：
1. 进料管：物料通过进料管被引入旋流器的圆筒体中。
2. 圆筒体：圆筒体是旋流器的主要工作部件，内部设有专门的结构和尺寸。
当物料从进料管进入圆筒体时，圆筒体内的设计流道会使物料流产生螺旋状的旋转流动。
3. 旋流效应：在圆筒体内部的旋转流动过程中，由于离心力的作用，物料会分离成不同大小和密度的组分。
较重的固体颗粒会受到离心力的作用向圆筒体的壁面靠拢，而较轻的液体则靠近圆筒体的中心。
4. 喷嘴：喷嘴位于圆筒体的中心，通过喷嘴中心的孔径控制旋流器内部的压力和旋流速度。
喷嘴起到调节和控制物料旋流速度的作用。
5. 排渣口：迅速分离的固体颗粒沉积在圆筒体壁面，由排渣口排出系统。
而清洗后的液体则通过中心的液体排出口流出旋流器。
总结：水力旋流器利用物料在旋流效应下的分离特性，通过调
节喷嘴和圆筒体的结构和尺寸，实现固液分离的目的。
分离后，固体颗粒通过排渣口排出，而液体则从中心液体排出口流出。
水力旋流器工作原理
水力旋流器工作原理水力旋流器是一种常用的固液分离设备，通过旋流作用将悬浮在水中的固体颗粒分离出来。
它主要由进水管道、旋流室、排泥口和排水口等组成。
工作原理如下：1. 进水管道：水力旋流器的进水管道通常位于设备的顶部，用于引入待处理的水体。
2. 旋流室：进入旋流室后，水体会在旋流室内形成一个旋转的涡流。
这是由于进水管道中的水体在旋流室内受到离心力的作用而产生的。
3. 离心力作用：水体在旋流室内旋转时，固体颗粒会受到离心力的作用，被迫向旋流室的外侧移动。
4. 固体分离：由于固体颗粒的密度较大，它们会沿着旋流室的外壁向下沉积。
随着时间的推移，固体颗粒会逐渐沉积到旋流室的底部形成泥饼。
5. 排泥口：泥饼通过排泥口排出水力旋流器，从而实现固液分离的目的。
6. 排水口：经过固液分离后的清水会从排水口流出，返回处理系统或直接排放。
水力旋流器的工作原理基于离心分离的原理，通过利用液体在旋转时产生的离心力，将固体颗粒从水体中分离出来。
它具有结构简单、运行稳定、处理能力大等优点，广泛应用于水处理、污水处理、矿业、冶金等领域。
需要注意的是，水力旋流器的工作效果受到多种因素的影响，包括进水流量、旋流室尺寸、旋流室形状等。
在实际应用中，需要根据具体的处理需求和水质特点来选择合适的水力旋流器型号和参数。
总结：水力旋流器通过利用液体在旋转时产生的离心力，将悬浮在水中的固体颗粒分离出来。
它的工作原理简单，结构稳定，处理能力大，广泛应用于各个领域。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的水力旋流器型号和参数，以获得最佳的分离效果。
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部 分 人料 颗粒 的 二元 混合 物 作 为分 选 介 质 ，无 需 任 何 化学 药 品或外 加介 质 ，在一 定 条 件 下使 得 分
选 人料 实 现基 于 密度差 异 的分 选过 程 ，称 为 自生
介 质旋 流 器 。具有 无 运动 部 件 ，操 作 、维护 成 本
低 ，占地 面 积 小 等 特 点 。分 选 密 度 低 至 １ ． ２ ６ ｇ ／
力 旋流 器对 细 粒煤 的分 选效 果 。 关键 词 ：选 煤 ；水 力旋 流器 ；细粒煤 ；研 究 中图分 类号 ：Ｔ Ｄ ４ ５ ５ ． ７ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ ５ － ８ ３ ９ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ０ ４ ５ ０３ －
水力 旋流 器 是一种 重 力 分选 设 备 ，采用 水 及
产 品脱 水 效率会 严 重 恶化 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ － ２ ０ 作者 简介 ：孟 宝（ １ ９ ８ ３ 一） ，男 ，安徽 宿州 人 ，２ ０ ０ ８ 年 毕 业于 中国矿业 大学化工学院矿物加工工程专业 ，工学学 士，中煤 科 工集 团南京设计研究院助理工程师。
（ １ ．中煤 科工 集 团 南京 设计 研究 院 ，江 苏 南 京 ２ ．淮 北选 煤 厂 ，安徽 淮 北 ２ ３ ５ ０ ０ ０ ） ２ １ ０ ０ ０ ０ ；
摘 要 ：介 绍 了水 力旋 流器 的结构及 对 细粒 煤 泥 的分选 原 理 ， 国 内外研 究人 员通 过 选 择 不
同的溢 流管 直径 、长 度 ，锥 角 ， 圆柱 段直 径 、长 度 ，底 流 口直 径 ，循 环 水 密度 等参 数研 究 了水
件 不合 适 时 ，低效 的工作 容 易 引起 产 品 错 配 ，从
而影 响后 续 分 选 工 艺 ， 比如 由于 超 细 颗 粒 错 配 ，
细粒煤 ，平均 降灰率可 达 ５ ４ ． ７ ％ ，而对 于小于
０ ． ０ ７ ５ ｍ ｍ 的超 细 颗 粒 的分 选 效 果 很 差 ，这 是 由
精煤（ 溢 流） ・－
＋ 一 一 一
一
矸 石（ 底流）
ｃ ｍ ，因而 可在 无 外 加 重 介 质 的 前 提 下 分 选 出低
灰 精煤 。 １ 水 力 旋流 器分 选水 力 旋 流 器 工 作 原 理 示 意
水 力 旋流 器 的 结 构 及 工 作 原 理 见 图 １ 。从 图 中可 以看 出 ，该机 圆锥 段 较 短 ，圆柱 段 较 长 ，溢 流 管较 长 。由于结 构 差异 ，水力 旋 流 器 的工 作 原
２ 国外 研究 进展
水力 旋 流器分 选效 果受 结 构参 数 和操 作 条 件 影 响 明显 。近些 年 ，世界 范 围 内的学 者 开 展 了大 量 相关研 究 工作 ，取 得 了可喜 成 果 。印度 理工 学 院学者 Ａ ． Ｋ ．Ｍａ ｊ ｕ ｍ ｄ ｅ ｒ 等 …采 用 ６ ｍ ｍ 的 圆柱 型 水力 旋 流 器 分选 小 于 ０ ． ５ ｍ ｍ 粒级 细 粒 煤 ，系 统 研究 了溢 流管 直径 、溢 流 管 长度 、锥 角 、底 流
煤
Ｎｏ ． ５， ２ ０１ ３
炭
加
工
与
综
合
利
用
４５
Ｃ Ｏ Ａ Ｌ Ｐ Ｒ Ｏ Ｃ Ｅ Ｓ Ｓ Ｉ Ｎ Ｇ＆Ｃ Ｏ Ｍ Ｐ Ｒ Ｅ Ｈ Ｅ Ｎ Ｓ Ｉ Ｖ Ｅ Ｕ Ｔ Ｉ Ｌ Ｉ Ｚ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
国 内 外 水 力 旋 流 器 的研 究 进展
孟 宝 ，王 小春 ，于 浩
口直径 、循 环水 密度 以及入 料 压力 等 参 数对 分 选
效果 的影 响 。研究 结果 表 明 ，溢 流 管长 度 、直 径
和锥 角 三个 因素对 入料 颗粒 在 水 力旋 流器 中 的平
均 停 留时 间影 响较 大 ，其 中溢 流 管直 径 的 影 响最 大 。水力 旋 流器 可有效 分选 ０ ． ５～ ０ ． ０ ７ ５ ｍｍ粒 级
于水力旋 流 器 内部产 生 的压 降较 大 ，迫 使 这部 分
颗 粒直 接进 入 到溢流 中 。因此 ，人料 性质 （ 灰分） 和小 于 ０ ． ０ ７ ５ ｍ ｍ 粒级 超 细 颗 粒 含 量决 定 了水 力
４ ６
煤炭 加 工 与综合 利 用
２ ０ １ ３年 第 ５期
旋 流器 对细 粒煤 的分 选效 果 。印度 国家 冶金 研 究 所Ｓ ｈ ｅ ｕ ｌ ｉ Ｈ ｏ ｒ ｅ等 通过 采用水 力 旋流 器分 选 印度 东 部细 粒煤 来研 究水 力 旋流 器 的分 选 效 率 ，基 于 分 配 曲线 、降灰 效 率 曲线 和 罗 申一 拉姆 勒方 程 建 立 了水 力旋 流器 分选 效率 预 测模 型 ，并 与实 际 分 选效 果 进 行 对 比，证 明该 模 型 具 有 较 高 的预 测 精度。 土耳 其 伊 斯 坦 布 尔 大 学 学 者 Ｈ ａ ｓ ａ ｎ Ｈａ ｃ ｉ ｆ ａ ｚ ｌ ｉ ｏ ｇ ｌ ｕ 对 传统 水力 旋流 器进 行 了结构 改 进 （ 图２ ） 和参 数优 化 后 ，分 选 高灰 细 粒 煤 ，以期 得 长度 ２ ０ ０ ａ ｍ，入 料 口直径 （ Ｉ ） ４ ５ ｍｍ，溢 流管 直径 ８ ｍｍ，入料 压 力 １ ０ ｋ Ｐ ａ ，固体 浓 度 １ ０ ０ ｇ ／ Ｌ， 入 料灰 分为 ３ ６ ． ８ ％ ，固定 碳 含 量 ４ ６ ． １ １ ％ ，最 终
理 与 重介 质旋 流 器 明显不 同 。粗 重 的煤 炭颗 粒 积
聚在具 有 较大 锥 角 的圆锥 段 ，形 成 稳 定 的 自生 介 质 床层 ，从 而 有效 阻止 了人 料颗 粒 迅 速通 过 分 选
区 ，提 供 足够 的分 选 时 间来 完 成干 扰 沉 降 ，并 且
较 长 的 圆柱段 也保 证 了人 料 在分 选 区具 有较 长 的 停 留时 间 ，实 现 高 效 分 选 … 。通 过 调 整 入 料 压 力 、溢 流 管长 度 和直径 、底 流 口直径 等参 数 可 实 现对分 选 密度 的调 节 。然 而 ，水 力旋 流器 操 作 条