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旋流器能耗計算結果與分析

[2017/5/20]

   對水力旋流器內的壓力分布規律的研究,能更深入地了解旋流器內部能量耗散規律和流動規律,壓力損失的大小還直接影響著進料泵的功率和電能的消耗。圖5時數值模擬計算得到的旋流器壓降與實測曲線的比較。表3位兩者的相對誤差。

  從表3與圖5看出,采用數值模擬的方法可以非常準確地預測旋流器的壓降,兩者的誤差在±5%以內。由同時對三種不同入口結構計算得到的壓降曲線可以看出,當入口向下傾斜或增大入口麵積,都使壓降降低,因此模擬計算可為結構尺寸的優化提供依據。

圖5表3

  圖6為徑向網絡分別為4和18在不同軸向位置處的壓力分布圖。

圖6 旋流器內旋流和外旋流壓力變化曲線

  從圖可以看出內旋流和外旋流的壓力分布相反,對外旋流,隨著液體從入口向底流口流動,壓力逐漸減小;對內旋流,隨著距底流口和距離增大壓力減小。因此這可以解釋為什麽在水力旋流器內存在內旋流和外旋流。

  從數值模擬的結果還可看出,尾管段壓力變化較為平緩,而大錐段、小錐段和圓簡段的壓力變化幅度較大,在入口麵積不變的條件下旋流器的壓力主要損失在大錐段、小錐段和圓簡段。

  常用富勞德離心準數表示旋流流場內顆粒所受離心加速度和重力加速度之比。圖7表示富勞德離心準數沿旋流管廠的變化。在圓簡段準數下降,說明圓簡段過長不利於油滴向軸心聚集;在大錐段準數由580增至1060之後在小錐段和尾管中由於管壁摩擦而逐步下降。

圖7

  該圖間接反映了流場徑向速度沿旋流管長度的變化和旋流管各部件在油水分離中的貢獻。理論界爭議的圓簡段有無分離作用,從該圖中也可得出結論。

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