液-液分离水力旋流器的理论研究进展
国内外水力旋流器的研究进展
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
液-液水力旋流器油水乳化机理研究
摘 要 为 了提 高液－ 水力旋 流器 的分 离效 率 ，避 免 油水 在 分 离过程 中产 生严 重 的乳 化现 象 ， 液
根据 流体 力学及 旋流器 的基本 理论 和方 法 ，深入 研 究 了液－ 液水 力旋 流器 产 生乳 化现 象 的机 理 ，并 根据研 究结果 分 析 了产 生乳 化现象 的主 要影 响 因素 。考虑 到工程 实 际应用 特将 其 与液． 液水 力旋 流 器 的结 构参 数、操 作参数 及进 料物 性参数 结合 ，逐 一 分析 其 对 油水 产 生乳 化 的影 响。分 析 结果 表
心 力场 强度增 加 ，湍 流剪应 力也 随之增 大 ，最终 导
致 分散相 油滴 破碎 ，使大油 滴变 为小油滴并 处 于稳
定 状态 ，即产 生乳化 现象 。根据 Ｓｏｅ 定律 ，油滴 ｔ ｓ ｋ
在 离心力 场 中的沉降 速度 即在水力旋 流器 中的径 相
迁 移速度 与油滴 粒径 的平方成 正 比。 因此 当油滴粒
象 ，严 重影 响液一 液旋 流器 的分 离 效 率 。而 目前 对
液． 液旋流器 的理论 研 究 和数 值模 拟 都 是 在 不 考 虑 产生乳 化 的假 设条 件下进 行 的 ，使分 析结 果与现 场 操作结 果存在 一定 的偏差 。笔者 根据 液滴在 旋流 器 内部流 场 的受 力 分 析 ，深 人认 识 液 － 水 力 旋 流 器 液 乳化现 象产生 的机理 ，确定 影 响乳化 现象产 生 的主
根 据两 相 流 动过 程 中 的 分 离 原 理 Ｊ 当单 独 ： 的液体 颗粒在 连续 的流体 中运 动时 ，该颗 粒将 受到 流 体 的 ２种作 用力 。一种是 摩擦 阻力 ，表示 由于球 体 表 面上流体 的剪 切应力 引起 的流动 ；另一种 阻力 叫做形体 阻力 ，表示 颗粒运 动过程 中流体 压力在 球 体 表面 上分 布不均匀 引起 的流动 阻力 。液 体颗粒 在 流 体 中运 动所受 总 阻力为两 者之 和 ，简称 曳力 。很 明显 ，当液滴 表面所受 曳力 大 于液 滴球体 表面 张力
旋流分离机理报告
旋流分离机理报告一、水力旋流器的结构及原理1.1固－液分离水力旋流器基本结构用于固-液分离的水力旋流器的基本结构如图1-1所示。
第I部分是旋流体，也是主体部分，通常是由上部的圆柱段与下部的圆锥段组成。
圆柱段称为旋流腔，液体从切向入口进入旋流腔内产生高速旋转的液流。
旋流腔的直径D是水力旋流器的主直径，直径D的大小不但决定了水力旋流器的处理能力，而且也是确定其它参数的重要依据。
旋流体长度L是旋流腔长度L1和圆锥段长度L2两段之和。
圆锥段的锥角为θ，其大小影响水力旋流器分离固体颗粒的能力。
第II部分是水力旋流器入口，其直径用Di表示。
它在旋流腔的切向与旋流腔。
根据入口管数量不同，有单入口、双入口和三个以上多入口之分；入口形式主要有涡线型、弧线型、渐开线型等，其目的都是为了减少入口处液流的冲击，使液流容易在旋流腔内形成高速旋转的涡流，并具有稳定的流场。
入口横截面形式主要有圆形和矩形等。
当截面为非圆形状时，其入口直径Di则是指其当量直径。
第III部分是水力旋流器溢流管，即低浓度液体介质出口（固体含量低）它位于旋流腔顶部的中心处，其内径用Du表示。
溢流管伸入旋流腔的长度用Lu表示，其大小在不同的设计中也不一样，有的设计中令其为零，即溢流管与旋流腔顶部平齐，不伸入旋流腔内。
通常情况下应将其伸入旋流腔内，以降低短路流对旋流器分离效率的影响。
第IV部分是水力旋流器的底流管，即高浓度液体介质出口（固体含量高）。
它位于圆锥段的下方，其内径用Dd表示，与圆锥段小端直径相等。
旋流体、溢流管和底流管位于同一轴线上，在制造上有较高的同轴度要求，以满足水力旋流器的分离性能需要。
有的固液分离水力旋流器根据实际情况不设置底流管。
在上述结构参数之中，主直径D和圆锥角θ两个参数最为重要。
这是因为入口直径Di、溢流管直径Du和底流管直径Dd均与D成一定的比例关系，针对不同应用的设计所选用的比例关系也不同，而旋流体长度L是由D和θ决定的。
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
水力旋流器是一种基于液体旋转运动原理的装置。
其工作原理是将混合油水通过一定
的流道进入旋流器，在旋流器内部形成旋流效应。
当旋流效应产生后，密度较大的油会被
离心力推到旋流器的外侧，而较轻的水则被离心力吸附于旋流器的内侧，实现油水分离的
效果。
水力旋流器还能够通过调节进出口之间的压差以控制分离效果。
水力旋流器具有以下几个优点。
其结构简单，装置小巧，方便安装和维护。
水力旋流
器的分离效果好，能够有效地将油和水分离，油含量低于15ppm。
水力旋流器的能耗低，
工作效率高。
根据实际使用情况，水力旋流器的功耗一般在0.1-0.5kW/m^3之间。
水力旋
流器可以根据不同的需求来进行设计和制造，适用于各种场合和工艺要求。
水力旋流器在油水分离过程中具有广泛的应用前景。
它可以应用于石油、化工、电力、食品等工业领域中，用于处理含油废水、含油污泥等。
水力旋流器还可以应用于船舶、港
口等领域，用于处理船舶产生的污水和机舱的废油。
水力旋流器还可以用于污水处理厂、
汽车工厂等场所，用于处理废水和污物的分离。
水力旋流器在实际应用中能够高效地分离
油水，提高油水分离效率，减少对环境的污染。
固-液-液三相分离水力旋流器现状及发展趋势
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油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离是一种通过对液体混合物进行物理处理来将油和水分离的过程。
在工业生产和环境保护中，油水分离是一个重要的过程，常常用于处理含油废水、油污染的地下水和海洋油污染等。
水力旋流器是一种常用的油水分离设备，它利用旋流的力学原理来实现油水分离。
水力旋流器的基本原理是通过将液体高速旋转来产生离心力，使液体中的油和水分离。
当液体经过旋流器的内部设定的旋流室时，液体会产生旋涡运动，而油和水的密度不同，分别向离心力的相反方向移动。
油（轻质）会向旋流器的中心运动，最后通过旋流器的中心孔流出，而水（重质）则会被推向旋流器的外部壁面，最终沉淀在旋流器的底部。
水力旋流器的流动机理主要有三个方面。
液体在旋流器的流动过程中，受到由旋涡运动引起的离心力作用，使油和水分离。
液体在旋流器的内壁和外壁之间形成了高速的切向流动，产生了较强的剪切力，促进了油水的分离。
旋流器内的液体流动具有多级旋流和反复碰撞的特点，增加了液体分离的效果。
水力旋流器在油水分离中有广泛的应用。
它可以高效地将油和水分离，去除废水中的油污染物，使水达到国家标准排放。
在石油勘探和石油生产中，水力旋流器可用于油井中的油水分离。
在化工、食品、制药等行业中，水力旋流器可以用于处理工业废水中的油水分离。
水力旋流器还可以用于地下水油污染和海洋油污染的治理。
水力旋流器是一种利用旋流的力学原理来实现油水分离的设备。
它具有流动机理清晰明确、分离效果好等优点，并被广泛应用于油水分离领域。
随着科技的不断发展，水力旋流器的设计和性能有望得到进一步提高，为油水分离提供更好的解决方案。
旋流器研究报告
旋流器研究报告旋流器研究报告摘要本文对旋流器的研究进行了全面的探讨和分析，旋流器是一种常见的流体分离装置，广泛应用于工业领域。
我们通过对旋流器的原理、结构和使用情况等方面的研究，总结了其优势和不足，并提出了一些改进和应用的建议。
引言旋流器是一种使用惯性力和离心力分离固液混合物的流体分离装置。
由于其体积小、结构简单、操作方便以及分离效果好等优点，旋流器广泛应用于石油、化工、环保等工业领域。
然而，在实际应用中，我们发现旋流器仍存在一些问题，如分离效率不高、压力损失大等。
因此，本文旨在对旋流器进行深入研究，并提出改进建议。
1. 旋流器原理旋流器的分离原理是利用流体的旋转运动产生离心力和惯性力，使固液混合物发生离心分离。
当固液气体混合物通过旋流器的进入口进入旋流器时，由于旋流器中存在过流孔，流体会形成一条旋涡状的流动路径。
在流体旋转的同时，由于惯性力作用，固体颗粒会被甩到旋流器的壁面，实现固液分离。
2. 旋流器结构旋流器由进入口、旋流室、过流孔和排出口等组成。
其中，进入口用于固液混合物的进入，旋流室则是离心分离的核心部分。
在旋流室中，通过过流孔调节流速和流量，在流体的旋转过程中实现固液分离。
最后，通过排出口将分离后的固体和液体分别排出。
3. 旋流器的优势•结构简单：旋流器由少量的组件构成，结构简单、紧凑，易于安装和维护。
•分离效果好：利用离心力和惯性力的作用，旋流器能够高效地将固液混合物分离。
•适用范围广：旋流器可用于分离不同粒径、不同密度的固液混合物，适用范围广泛。
4. 旋流器的不足•分离效率有限：由于旋流器的结构限制，分离效率受到一定程度的影响。
•压力损失大：在旋流器中，流体经过旋转后离心分离，会导致压力损失较大。
5. 旋流器的改进与应用•改进结构：可以通过改进旋流器的结构，增加旋流器内部的切向速度，提高分离效率。
•优化过流孔：通过优化过流孔的位置和尺寸，调节进入旋流器的流体速度和流量，减少压力损失。
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究油水分离是指将油水混合物中的油和水分离开来。
在很多行业中，如石油、化工、制药等，油水分离是一个重要的工艺环节。
水力旋流器是一种常用的油水分离设备，它利用水流的力学原理，将油水混合物通过旋流器实现油水分离。
本文将探讨水力旋流器的流动机理和应用研究。
水力旋流器是一种以液体流动为动力，通过特定的结构设计和流体力学原理，实现液体中的油水分离的设备。
其基本结构由进入口、旋流室、离心出口、上倾角置换槽等组成。
当油水混合物进入旋流室时，由于旋转流体的离心力作用，油水在旋流室内产生离心效应，从而实现油水分离。
离心效应使得油的比重较轻，主要分布在旋流室的中心位置，而水的比重较重，主要分布在旋流室的边缘位置。
通过离心出口将油和水分别排出，从而实现油水分离的目的。
水力旋流器具有很多优点。
它没有动力设备，节能环保。
设备结构简单紧凑，容易进行安装和维护。
分离效果好，分离效率高，对油质要求较低。
在石油、化工、制药等行业中得到了广泛应用。
油水分离技术在石油行业的应用研究较为深入。
石油是一种复杂的液体，包含有机物、无机物、水等成分。
在油井采集、输送、储存等环节中，油水分离是一项关键技术。
通过研究水力旋流器的流动机理和优化设备结构，可以提高油水分离的效果和效率，减少水份含量，提高石油质量。
水力旋流器的应用也扩展到了其他行业。
在化工行业中，有机溶剂与水的分离是一个重要的工艺过程。
通过研究水力旋流器的流动机理，可以实现有机溶剂与水的高效分离，提高生产效率。
在制药行业中，药品的生产过程中常常需要进行固液分离。
通过研究水力旋流器的流动机理，可以实现固液分离，降低生产成本。
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究油水分离是工业生产中一项重要的环保工艺，其中，水力旋流器是一种经典的处理设备。
本文将介绍水力旋流器的流动机理和在油水分离中的应用研究。
1. 水力旋流器的流动机理水力旋流器是一种利用液体离心力将固体颗粒、液体和气体分离的设备。
其基本结构为一种圆柱形、锥形或球形的容器与其内部的导流装置。
在流体通过容器时，导流装置能够改变流动方向，使流体产生旋流，从而实现物质的离心分离。
水力旋流器的工作原理可用罗密诺方程来描述。
罗密诺方程是一种描述流体动力学物理量的方程，包括速度、粘度和密度等参数。
当流体通过水力旋流器内部的导流装置时，由于导流装置的作用，流体朝向中心点聚集，并形成强烈的离心力场。
由于离心力的作用，流体中的固、液和气体颗粒将发生离心分离，沿着容器的内壁聚集并形成旋涡。
而由于直径较小、密度大的颗粒会向离心力最大的区域移动，因此可在旋涡中的不同位置分离出不同的物质。
最后，物质被分离出来，从容器的不同位置排出。
在油水分离过程中，应用水力旋流器可获得以下几个方面的优势：（1）能够有效分离油水混合物中的油和水，并提高油水分离效率；（2）操作简便，无需使用电源，维护成本低；（3）具有良好的适应性，可适用于多种粘度和浓度的油水混合物。
同时，水力旋流器在油水分离领域中仍存在着一些问题，如在处理高粘度油水混合物时可能出现堵塞，容器内部存在死角难以清洁等。
因此，我们需要更深入地研究和改进水力旋流器的设计和工艺，以满足更多的实际应用需求。
综上所述，水力旋流器因其良好的分离效果、操作简便和适应性等优势，成为油水分离领域中广泛应用的设备之一。
在实际应用中，应根据具体要求进行设计，并结合化学物质使用以提高分离效果。
未来，我们还需要不断深入研究，进一步提高水力旋流器在油水分离领域中的应用效果。
液—固水力旋流器两相流动数值模拟研究进展
从分 离机理 上看 ，典型液 一 固旋 流器 利用液 体 自由
涡 （ 自由涡 ） 颗 粒 受 到 离 心 力作 用 而 沉 降 ，而 半 使
相与 固体颗粒 之 间相互作 用 的条 件下 ，对液 相采用 雷诺应 力模 型 ，固体 颗粒 采用 随机轨道 模型成 功模 拟 出 固体 颗粒 的运 动轨迹 ，形象 地反 映出 固体 颗粒 在 旋流器 中 的分 离 过 程 。吴 春 笃 等 （０６ Ｅ 采 用 ２０ ）９ ３ 带 旋流修 正 的 Ｋ—ｓ模 型 ，离散 相颗粒 采用 Ｄ Ｍ 模 Ｐ 型 ，通过数 值模 拟 得 到旋 流 器 内部 三 维 流场 的 动 、
其在空间有连续 的速度和温度分布及等价的输运性 质（ 粘性 、 扩散 、 导热 等 ） ；另 一类 是 Ｌｇａｇ 法 ， ａｒｎｅ方 该方法把流体作为连续介质 ，而将颗粒群看作离散 体 系 ，并 以此来 探 讨 颗粒 动 力 学 、颗 粒轨 道 等 ＿ 。 ２ Ｊ
基 于这两 种方法 ，研究 者采 用 了不 同的模 型对 旋流
滤 锥
口
固旋 流器相 比 ，旋流 过滤 器 的锥体 部分 由具 有过 滤 作用 的多孔 材料 组成 ，过 滤锥 外部 由圆柱体 包 围 。
刘 育嘉 ，女 ，１８ ９ ５年 ７月生 ，硕士研究生 。东营市 ，２ ７ ６ 。 ５ ０ １ 图 ２ 液一 固旋流过滤器
１ ４
液一 固水 力旋 流器 两相 流动数 值模拟研 究进展
等 。近 年来 ，随着 各 工业 领域 的不 断发 展 ，对液一 固分离技 术 与装备 提 出 了新 的挑 战 和 更 高 的要 求 。
同时 ，为了适应当今不 断高涨 的降低能耗的要求 ，
目前迫 切需 要开 发 出高分 离速 度 、高脱 水度 、高 分
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究油水分离是指将油和水分离开来的过程，通常使用的是物理或化学方法。
水力旋流器是一种可以利用水力力学原理进行油水分离的装置，它利用旋流器内部的旋流效应，将油和水分离出来。
本文将探讨油水分离用水力旋流器的流动机理和应用研究。
一、水力旋流器的流动机理1.1 旋流器的结构水力旋流器通常由圆筒形的旋流器本体和进出口管道组成。
旋流器本体内部呈螺旋状结构，这种结构设计是为了产生旋流，使油水混合物在旋流器内部形成旋转运动。
当油水混合物进入旋流器内部时，由于旋流器内部设计的特殊结构，液体在进入旋流器后将受到惯性力的影响，油水混合物中的油和水分别受到不同的惯性力作用，导致它们在旋流器内部产生分离运动。
由于油水密度不同，油和水在旋流器内部产生的离心力也不同，这导致它们在旋流器内部的分离效果更加明显。
水力旋流器利用螺旋状结构和水流动的原理，可以将油水混合物中的油和水迅速分离开来。
油在旋流器内部受到离心力的作用，向旋流器中心聚集，而水则向旋流器外部移动。
这种分离效果使得油水分离更加彻底，可以有效提高油水分离的效率。
2.1 工业领域的应用水力旋流器在工业领域的应用非常广泛，特别是在炼油、化工和石油开采等领域。
在石油开采过程中，地下的油水混合物需要被分离开来，以便将油提取出来并进行后续的加工。
水力旋流器可以有效地将地下的油水混合物分离开来，提高油的提取率。
在化工领域，产生的废水通常需要进行油水分离处理，以便达到排放标准。
水力旋流器可以将废水中的油和水迅速分离开来，减少油的排放，保护环境。
除了工业领域，水力旋流器在水处理领域也有着重要的应用。
例如在污水处理厂中，经常会有大量的油水混合物需要处理。
传统的沉降和过滤方法需要大量的时间和设备投入，而且效果不一定理想。
水力旋流器可以快速而有效地将污水中的油水混合物分离开来，提高污水处理的效率。
在流体控制领域，水力旋流器可以被用于流动控制和流量分配。
通过水力旋流器的设计，流体可以被有效地分离和控制，从而实现流量的控制和分配。
新型固—液水力旋流器结构设计及分离性能研究
新型固—液水力旋流器结构设计及分离性能研究新型固—液水力旋流器结构设计及分离性能研究摘要：水力旋流器是一种常用的固液分离设备，广泛应用于矿业、冶金、建筑材料等行业。
本文设计了一种新型固—液水力旋流器，并对其结构进行了优化。
利用计算流体力学（CFD）方法研究了新型旋流器在不同操作条件下的分离性能，包括分离效率、分离效果等。
研究结果表明，通过对旋流器内部结构的优化设计，可以提高旋流器的分离性能，提高固液分离效率。
关键词：水力旋流器；固液分离；分离性能；CFD1. 引言水力旋流器是一种常用的固液分离设备，其基本原理是利用旋流器内部的离心力将固体和液体分离。
在矿业、冶金、建筑材料等行业中，水力旋流器被广泛应用于固液分离工艺中，具有结构简单、操作方便等优点。
然而，目前市场上常见的水力旋流器存在一些问题，如分离效率低、易堵塞等。
因此，设计一种新型的水力旋流器并对其性能进行研究具有重要意义。
2. 新型水力旋流器的结构设计2.1 旋流器的外形结构新型水力旋流器的外形结构如图1所示。
旋流器由进料管道、旋流室、液体出口和固体出口组成。
进料管道将待处理的固液混合物引入旋流室，然后沿着旋流室的螺旋形路径旋转。
由于离心力的作用，固体颗粒会沉积到旋流器的底部，而液体则从旋流室的中心向外流出。
2.2 旋流室的内部结构为了进一步提高新型旋流器的分离性能，对旋流室的内部结构进行了优化设计。
在旋流室的底部设置了一组切向引流孔，用于收集固体颗粒。
此外，在旋流室的顶部设置了一个调节装置，可以根据需要调整旋流器的分离效率。
3. 分离性能研究3.1 CFD模拟为了研究新型水力旋流器的分离性能，采用计算流体力学（CFD）方法进行了数值模拟。
通过对旋流器内部的流场进行计算，可以得到旋流器内部的压力分布、固液分离效果等参数。
3.2 模拟结果分析根据CFD模拟的结果，分析了新型水力旋流器在不同操作条件下的分离性能。
结果显示，通过调整旋流器的进料流速、旋流室的调节装置等参数，可以有效改善旋流器的分离效果。
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究油水分离是指将含有油脂的废水通过某种方法将油脂和水分离开来，达到净水和回收油脂的目的。
近年来，随着工业化的发展和环境污染日益严重，油水分离技术得到了广泛应用。
水力旋流器是一种常用的油水分离设备，它利用旋流效应将含油废水中的油脂分离出来。
其流动机理主要包括三个方面：离心力、切向速度和内旋流。
离心力是水力旋流器分离油水的主要作用力之一。
当废水沿着旋流器的进水口进入时，由于旋转的作用，在旋流器内形成一个高速的旋转水流，废水中的油脂受到离心力的作用离心分离出来。
由于油和水的比重不同，油脂会向外部壁面移动，最终沉积在旋流器的底部。
切向速度也是油水分离的重要因素之一。
切向速度是指旋流流体中颗粒相互间的相对速度。
由于废水中的油脂粒子密度较大，其在旋流器中的切向速度较低，导致油脂向外部移动的速度较慢，最终被沉积在旋流器的底部。
内旋流是水力旋流器实现油水分离的关键。
内旋流指旋流器内部形成的旋涡结构，使得油脂被迅速抛离进水口，并向壁面移动。
通过油脂与水之间的互相作用力，油脂最终被拖拽到旋流器的底部，从而实现油水分离效果。
水力旋流器广泛应用于石油、化工、电力、轻工等行业的废水处理中。
其优点包括结构简单，运行成本低，不需要额外能源供应，能够较好地适应不同浓度和粒径的油脂废水处理。
水力旋流器能够减少水中油脂含量，提高水的透明度，达到环保要求。
虽然水力旋流器在油水分离中有着广泛的应用，但是其效果受到许多因素的影响，包括旋流器的结构参数、进水流量、油脂浓度等。
在具体应用中需要根据实际情况进行合理选择和调整，以达到最佳的油水分离效果。
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。
液-液分离水力旋流器的理论研究进展
液一 分 离 水 力 旋流 器 的 理 论研 究 进 展 液
舒朝 晖 ，易经 纬
（ 中科技大学 能源与动力工程学院 ，湖北 武汉 华 ４０７ ） ３ ０ ４
摘 要 ：介 绍 了液一 分 离水 力旋 流器 的理论研 究进展 ， 液 分析 了各 种数 学模 型 的研 究状 况及 存 在 的 问
维普资讯
第 ３ ５卷
第 ２期
石
油
化
工
设
备
２０ ０ ６年 ３ 月
文章 编 号 ：１ ０ — ４ ６ ２ ０ ） ２０ ５ — ５ ０ ０ ７ ６ （ ０ ６ ０ — ０ ７０
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早在 ２ 纪 ４ Ｏ世 Ｏ年代 ， 苏 联 选 矿 研 究 设 计 院 前
就 对水 力旋 流器 的基 本特 性 进行 了研 究 。随 着它 在
现代工 业 中的广 泛应 用 ， ２ 纪 ５ ￣６ 在 Ｏ世 ０ ０年代 ， 对 旋 流器 的 理论研 究 形 成 了一 个 热 潮 ， 得 出 了许 多 并
某 些调 节 因素 的控 制值 ， 以预 测 出分 离 过 程 达 到 可
离设 备 ， 它是利 用不 同密 度 、 不相 溶 的液体 混合 介 互
质 高速旋 转时 ， 相 产 生 不 同的 离 心力 而进 行 分 离 各
的最佳 工作 状况 。以模 型为 基础 的控 制方 案 利用 各
参 数 间的相 互关 系 来 调 整 控 制 变 量 ， 以克 服 手 工 可
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｈ ｄ ｏ ｙ ｌｎ ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｈ ｏ ｙ ｍｏ ｅ ； ｐ ｏ ｒ ｓ ； ａ ｔｆｃａ ｅ ｒｌｎ ｔ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｃ ｃｏ ｅ ｅ ａ ａ ｉ ；ｔ ｅ ｒ ｄ ｌ ｏ ｒｇｅ ｓ ｒｉｉｉｌ ｕ ａ ｅｗｏ ｋ ｎ
水力旋流器的基础理论及其应用研究
水力旋流器的基础理论及其应用研究水力旋流器的基础理论及其应用研究摘要：水力旋流器是一种常用的固液分离设备，具有结构简单、操作方便、处理能力大等优点，在环境保护、化工、石油等各个领域都有广泛的应用。
本文主要对水力旋流器的基础理论进行了归纳总结，并对其在不同领域的应用研究进行了探讨。
一、引言水力旋流器是一种将流体进行分离的装置，它利用旋流作用将固体颗粒从流体中分离出来。
由于其结构简单、操作方便、处理能力大等优点，水力旋流器在环境保护、化工、石油等领域得到了广泛的应用。
本文主要对水力旋流器的基础理论和其在不同领域的应用研究进行了综述。
二、水力旋流器的基础理论水力旋流器的基础理论主要包括旋流器的结构和工作原理两个方面。
旋流器主要由进口管道、旋流筒和出口管道组成。
当流体从进口管道进入旋流筒时，由于旋流筒的特殊结构，流体开始产生旋转。
在旋流的作用下，流体中的固体颗粒被甩到旋流筒的壁上，然后沿着筒壁的内径向下沉积到底部，而清洁的流体则从出口管道排出。
三、水力旋流器的应用研究1. 环境保护领域中的应用研究：水力旋流器在环境保护中主要用于固液分离。
例如，在污水处理过程中，水力旋流器能够有效地将污水中的固体颗粒分离出来，降低污染物的含量，提高水质净化效果。
2. 化工领域中的应用研究：水力旋流器在化工领域中的应用研究主要集中在液-固分离和液-液分离两个方面。
例如，在催化剂的制备过程中，水力旋流器可以将固体催化剂与溶剂进行分离，提高催化剂的使用效率。
3. 石油领域中的应用研究：水力旋流器在石油领域中的应用主要是将油水混合物中的固体颗粒进行分离。
例如，在油田开发中，水力旋流器可以将采集到的含有油污的水进行分离，提高石油的提纯程度。
四、水力旋流器的发展趋势随着科学技术的不断进步，水力旋流器的结构和性能也在不断改进。
未来的研究方向主要包括：提高水力旋流器的处理能力，提高分离效果；研究水力旋流器内流体流动的机理，进一步优化旋流器的结构设计；利用新材料和新技术，提高水力旋流器的工作效率。
新型固—液水力旋流器结构设计及分离性能研究
新型固—液水力旋流器结构设计及分离性能研究新型固—液水力旋流器结构设计及分离性能研究摘要：固—液分离是化工、环保等领域中的重要过程之一。
旋流器作为一种常用的固—液分离设备，其分离效果与结构设计密切相关。
本文针对旋流器的结构设计进行了深入研究，并通过数值模拟和实验验证了不同结构参数对分离性能的影响。
研究结果表明，通过优化部分结构参数，可以显著提高旋流器的分离性能。
1. 引言固—液分离是现代化工生产过程中常见的操作。
传统的固—液分离方法包括过滤、离心等，但这些方法存在设备占地大、能耗高等问题。
旋流器作为一种紧凑、高效的固—液分离设备，近年来得到了广泛关注。
它通过利用流体的旋转运动，使固体颗粒在离心力的作用下与液相分离，具有设备简单、维护方便、效率高等优点。
2. 传统旋流器结构分析传统旋流器通常由进料管、离心室和放水管组成。
进料管将待分离的固液混合物引入离心室，沿离心方向运动，固体颗粒被离心力推向旋流器壁面，然后被垂直放水管带走，液相则通过旋流中心孔排出。
3. 新型旋流器结构设计在传统旋流器结构的基础上，本文针对结构参数进行了优化设计。
首先，经过一系列数值模拟和实验验证，确定最佳进料管角度为30°，这样可以将固体颗粒有效引导到旋流器壁面。
其次，在放水管设计中引入锥形装置，使液相在离心作用下更好地从旋流器中心孔排出，提高了分离效果。
4. 分离性能研究通过数值模拟和实验对比，验证了新型旋流器的分离性能。
数值模拟结果显示，在最佳结构参数下，旋流器的分离效果较传统结构明显提高。
实验结果也得到了类似的结论。
利用固—液模拟颗粒的跟踪和离心效应分析，进一步解释了改进后的结构可以更好地实现固—液分离。
5. 结论本文通过对新型固—液水力旋流器结构的设计及分离性能的研究，可以得出以下结论：通过优化部分结构参数，可以显著提高旋流器的分离性能。
进料管角度和放水管锥形装置对分离效果具有重要影响。
该研究为旋流器的进一步改进和应用提供了参考。
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究油水分离是一个普遍存在的工艺问题，在石油、化工、冶金行业中应用十分广泛。
水力旋流器作为一种重要的分离装置，改善了传统油水分离工艺，因而具有重要意义。
本文以油水分离用水力旋流器流动机理和应用为主题，详细介绍了水力旋流器的结构原理、流动机理及应用。
一、水力旋流器结构原理水力旋流器是一种装有旋流叶轮、吐油口及收集管的圆筒式旋流器，采用浓液放料和脱水的双重作用，来分离油水，以达到脱水的目的。
根据旋流轮的结构，水力旋流器分为两类：（1）入料端以垂直排列的片叶旋流轮，由双向排列的两个不同排列的片叶组成，把经过的油水混合液在内壁处进行不可逆的分离，以形成两个油水分层层。
（2）出料端以垂直排列的尖叶旋流轮，其片叶结构除同样由双向排列的两个不同排列的片叶组成外，其外壁上还有一系列尖端，利用尖端削弱混合液的静水压力，使混合液分离出油层，形成有端油、无端油和残液三个部分组成的三层流。
二、水力旋流器流动机理水力旋流器的流动机理主要由两部分组成：离心力和螺旋流动的作用。
离心力指的是由片叶旋流轮的旋转产生的离心力，它在混合液中生成一个螺旋流动的运动，利用混合液的密度差逐渐形成油水分层。
尖叶旋流轮削弱了混合液在轮壁上的摩擦阻力，使混合液在旋流轮内部形成空心柱效应，从而获得不错的分离效果。
三、水力旋流器的应用水力旋流器在实际应用中主要包括以下几大应用：（1）石油行业常用水力旋流器进行各种油水分离工艺，如砂油的脱水、油水分离，油气分离等。
（2）化学行业可以用水力旋流器分离产品，如模拟海水分离油水，合成染料过滤水溶液，质量控制处理溶液等。
（3）冶金行业可用水力旋流器处理特种金属液体，使其达到洁净的要求。
（4）还可用于石油化工、太阳能电站、热力发电厂、火力发电厂、核电站的水处理装置中，提高水的纯度。
四、结论水力旋流器是一种有效的油水分离装置，它能够实现高效而又精确地油水分离，而且比传统分离装置具有更多的优势，如低成本、低能耗、高效率、维护方便等等。
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究
油水分离用水力旋流器流动机理和应用研究油水分离是指将油和水分离开来，通常涉及到处理废水和油田产出的含水油。
水力旋流器是一种常用的设备，用来实现油水分离。
本文将介绍水力旋流器的流动机理和应用研究，以便更好地理解和应用该技术。
一、水力旋流器的流动机理1.基本原理水力旋流器利用涡流的动力学特性，通过流体在旋流器内部的旋转运动来实现油水分离。
在水力旋流器内部设计了一定的结构，使得进入旋流器的混合流体在内部形成旋转运动，通过离心力的作用，使得油和水分离开来。
通俗来讲，水力旋流器就是通过巧妙地设计内部结构，利用旋流将油和水分离开的一种设备。
2.工作原理当混合的油水流体进入水力旋流器时，首先经过一个入口管道，然后进入到水力旋流器内部的圆柱形腔室中。
在圆柱形腔室内，设有一个入口导流装置，使得流体产生旋转运动。
由于流体的离心力作用，油和水在圆柱形腔室内会产生分层现象，油会被排向内部的中心，而水则会被排向外部。
3.分离原理水力旋流器利用了涡流的运动学特性，使得油和水在内部产生分层现象，从而实现了它们的分离。
由于油和水的比重不同，而离心力与物体的质量有关，因此会产生不同的离心力，使得它们在旋流器内部形成了分离状态。
最终，通过旋流器内部的出口管道，分离的油和水分别被排出，实现了油水分离的目的。
二、水力旋流器的应用研究1.污水处理水力旋流器广泛应用于污水处理领域，可以有效地将污水中的油和水分离开来，降低油含量，达到排放标准。
水力旋流器还可以应用于工业废水处理、城市污水处理等领域，具有较好的应用效果。
2.油田开采在油田开采过程中，常常需要处理含水油。
水力旋流器可以在油井生产中，对含水油进行分离处理，从而提高油的纯度和产量。
利用水力旋流器进行油水分离，还可以减少油田开采过程中对环境的影响，具有较好的环保效果。
3.工业应用除了上述应用外，水力旋流器还被广泛应用于工业领域，如化工、石化、食品加工等领域。
它可以对工业生产中产生的废水进行油水分离处理，从而达到环保标准，减少对环境的污染。
水力旋流分离器在油水分离领域的研究进展
第40卷第4期Vol.40 No.4重庆工商大学学报(自然科学版)J Chongqing Technol &Business Univ(Nat Sci Ed)2023年8月Aug.2023水力旋流分离器在油水分离领域的研究进展谢 鑫a ,陈 凌b ,黄凌波a ,欧阳平b ,任博平b ,张贤明b重庆工商大学a.机械工程学院;b.废油资源化技术与装备工程研究中心,重庆400067摘 要:水力旋流器利用密度差实现两相分离,具有结构简单、分离效率高等优点,因此在原油预脱水处理等油水分离领域得到广泛应用。
鉴于此,通过分析和收集水力旋流器相关文献,对油水分离领域水力旋流分离器的研究现状进行了阐述和总结,包括水力旋流分离器的发展历程、基本结构、内部流场和工作原理等相关方面;同时,对油水分离领域不同类型的水力旋流分离器进行了对比分析,发现在水力旋流器的结构参数优化以及内部液体流动规律等方面,单一结构的参数优化或单一、静态的系统分析不能系统全面地反映实际复杂工况。
因此,将计算机仿真模拟和相关先进检测技术相结合,用于旋流器的参数优化、内部液体流动规律分析以及构建预测模型等方面,对于旋流器的结构设计优化、分离效率提升等方面意义重大;另外,目前的研究多着重于旋流器的结构和流体特性等方面,对于旋流器内部的磨损、疲劳损伤等方面的研究较为缺乏;最后,对水力旋流分离器在油水分离方面研究的不足和发展方向进行了分析和展望。
关键词:油水分离;水力旋流分离器;旋流;离心;导叶中图分类号:TQ028.4 文献标识码:A doi:10.16055/j.issn.1672-058X.2023.0004.007收稿日期:2022-03-05 修回日期:2022-05-18 文章编号:1672-058X(2023)04-0048-09基金项目:重庆市自然科学基金博士后科学基金项目(CSTC2021JCYJ⁃BSHX0194);重庆市技术创新与应用示范项目(CSTC2018JSCX⁃MSYBX0339);重庆市教委科学技术研究项目(KJQN201800816);教育部平台科技资助项目(FYKF201907).作者简介:谢鑫(1994—),男,硕士研究生,从事油水分离装置等环保设备关键技术研究.通讯作者:陈凌(1979—),男,博士,正高级工程师,从事废油资源化利用技术与设备研究.Email:chenling1618@.引用格式:谢鑫,陈凌,黄凌波,等.水力旋流分离器在油水分离领域的研究进展[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2023,40(4):48—56.XIE Xin熏CHEN Ling熏HUANG Lingbo熏et al.Research review of hydrocyclone for oil⁃water separation 眼J演.Journal of Chongqing Technology and Business University 穴Natural Science Edition雪熏2023熏40穴4雪押48—56.Research Review of Hydrocyclone for Oil⁃water SeparationXIE Xin a 熏CHEN Ling b 熏HUANG Lingbo a 熏OUYANG Ping b 熏REN Boping b 熏ZHANG Xianming ba.School of Mechanical Engineering鸦b.Engineering Research Centre for Waster Oil Recovery Technology and Equipment熏Chongqing Technology and Business University熏Chongqing 400067熏ChinaAbstract押The hydrocyclone uses density difference to realize two⁃phase separation熏which has the advantages of simple structure and high separation efficiency熏so it is widely used in oil⁃water separation fields such as the pre⁃dehydration of crude oil.In view of this熏the research status of hydrocyclone in the field of oil⁃water separation was expounded and summarized by analyzing and collecting relevant literature on hydrocyclone熏including the development history熏basic structure熏internal flow field and working principle of hydrocyclone.Meanwhile熏different types of hydrocyclones in the field of oil⁃water separation were compared and analyzed.It is found that in the aspects of structural parameter optimization and internal liquid flow law of hydrocyclones熏single structural parameter optimization or single and static system analysis cannot systematically and comprehensively reflect the actual complex working conditions.Therefore熏the combination of computer simulation and related advanced detection technology is of great significance for the optimization of cyclone parameters熏the analysis of internal liquid flow law and the construction of a prediction model熏and is also of great significance for theoptimization of cyclone structure design and the improvement of separation efficiency.In addition熏the current research第4期谢鑫,等:水力旋流分离器在油水分离领域的研究进展mostly focuses on the structure and fluid characteristics of the cyclone熏while the research on the internal wear and fatigue damage of the cyclone is lacking.Finally熏the research deficiency and development direction of hydrocyclone in oil⁃water separation were analyzed and prospected.Keywords押oil⁃water separation鸦hydrocyclone鸦rotating flow鸦centrifuge鸦guide vane1 引 言随着世界各国的经济平稳增长,能源消费也逐渐增加,考虑到能源与环境的相互协调,大部分国家已经开始从一次能源向清洁能源进行转换。
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黄思和李静泉 也 在 8 , > > M和 E / G C S 提出的单 ? 以"流速线取代"轴向速度 涡流场的理论基础上 ! 作为分离面 ! 提出了改进的油滴轨迹模型 ! 推导出了 油滴 分 离 效 率 模 型 ! 对 任 意 粒 径 K 的 油 粒! 粒子的
内旋流法把水力旋流器的内旋流面作为分离面 如4 来导出分离粒度计算式 ! C M C / 公式和 4 M C @ A / P $ D 外旋流法 把 旋 流 器 的 周 边 作 为 分 离 面 导 Y A公式等 & 出分离粒 度 计 算 式 ! 如4 C M C /公式和 1 > V C > V公 D U 式& "轴速包络面法是把旋流器中的"轴速包络面 如a # 作为分离面来导 出 分 离 粒 度 公 式 ! . , P C , , 8 M C K $ # , . _ A , .及姚书典等人的计算式 " Q ? 96 :! 停留时间理论模型 停留时间理论主要考虑的是液滴从进料口到达 该模型由 1 旋流器器壁所 用 的 时 间 ! A . 0 . S C首 先 提
液 液分离水力旋流器的理论研究进展 $
舒朝晖 $ 易经纬
" 华中科技大学 能源与动力工程学院 $ 湖北 武汉 !( # * " " ’ (
摘要 ! 介绍了液 液分离水力旋流器的理论研究进展 " 分析了各种数学模型的研究 状况及 存在 的问 $ 题" 对人工神经网络在液 液分离水力旋流器的应用及其发展进行了展望 # $ 关键词 ! 水力旋流器 ’ 分离 ’ 理论模型 ’ 进展 ’ 人工神经网络 中图分类号 !45 " # & ] 7 (!!!! 文献标识码 !9
# 卷 ! 第 ! 期 !!!!!! !!!!!!! 石 ! 油 ! 化 ! 工 ! 设 ! 备 !!!!!!!!!! !!!\ > , ] * #!; > ] !! !第* " " ) 年 * 月 !!!!!!!!!!!!!R L 4 1 ^ $ H=L3 E H 9 _L 5N E R3L ; 4!!!!!!!!! !!!! 3 C M ]! " " ) !! 文章编号 !& " # " " " $ ’ ( ) ) ! " " ) " ! $ " " # ’ $ " #
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*% ! 他认为粒子在旋流器内不可能达到平衡 状态 ! 出$
湍流存在的影响 ! 使用前述理论公式时应加以考虑 ! 从而可全面反映水 力 旋 流 器 中 流 体 运 动 的 规 律 ! 以 得到更加完善的关系式来预测旋流器的分离性能 " 96 =! 其它理论模型 除了上述模型以外 ! 在理 论研究 上 ! 3 > M . C P在 建 8 , > > M和 E / G C S 提出的单涡流 场 的 理 论 基 础 上 ! ? 液分离水 力旋流 器的理 论模 型 ! 立了一种适用于液 $ 并得到了连续相速 度 场 的 基 本 方 程 ! 以"轴向速度
" " # $ " % $ ! ’ !! 收稿日期 !!
万方数据 作者简介 ! 舒朝晖 " # $ 男$ 湖北武汉人 $ 副教授 $ 博士 $ 从事过滤与分离理论及设备 % 中药现代化等方面的研究 & & % ’ " $
+# 7+
" " )年!第* #卷! !!!!!!!!!!!! 石 ! 油 ! 化 ! 工 ! 设 ! 备 !! !!!!!!!!!!!
96 9! 平衡轨道理论模型 一定 粒 度 的 液 滴 能 在 某 一 轨 道 上 ! 是由于在此 轨道上作 用 在 该 液 滴 上 的 离 心 力 和 曳 力 间 处 于 平 衡 " 不同粒度的液滴具有不同的平衡轨道 " 平衡轨 道处于分离面以外 的 重 相 液 滴 将 进 入 底 流 被 分 离 ! 而处于分离面以内 的 轻 相 液 滴 将 随 同 溢 流 被 带 走 " 分离粒度 是 其 平 衡 轨 道 与 分 离 面 相 结 合 的 颗 粒 粒 度 " 因此 ! 分离面的选择至关重要 " 平衡轨道理论的具体应用有 ( 种类型 ! 即最大速 度轨迹面法 # 内旋流法 # 外旋流法和 " 轴速包络面法 " 庞学诗从螺旋涡的基本性质出发 ! 根据 & % % &年! 其运动规律 # 力学性质及其在分离过程中自然形成最 导出了生产能力和分割粒度的 大速度轨迹面的事实 !
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