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旋流器蓋下短路流相應研究

[2018/7/6]

   用途廣泛的分離、分級、分選設備—水力旋流器的主要優勢為:物料在器內停留時間短,效率高,結構簡單緊湊,占地少,投資少,沒有轉動部件,故容易製造、維護及修理,易於連續化操作及自動控製。

  但旋流器內部的流場非常複雜,不僅內部流體高速旋轉,而且還存在著渦流、短路流。短路流分頂蓋下短路流和側壁短路流。雖然側壁短路流也影響旋流器的分離性能,但側壁邊界層中存在著徑向脈動,使被短路的物料有機會返回分離區,從而削弱了它的影響。而蓋下邊界層中的流體基本上不存在再返回的機會,因而其在對旋流器性能影響的因素中占有重要地位。

  而在分級過程中,檢驗分離產物質量時,往往會發現溢流中出現了不該出現的粗顆粒,損害了產品的質量。解決蓋下短路流將為分級作業帶來明顯的好處,尤其是以溢流細顆粒為產物的場合。但由於蓋下短路流的複雜性,國內外對其研究不多,對於如何克服其短路效應的方法亦不多,為此真人游戏作了相應研究。

  得出的結論如下:

  (1)旋流器頂蓋下的短路流是個非常複雜的流體流動,它的流量與頂蓋下的流型有關。當濃度適中時,頂蓋下出現一個會抑止短路流的渦流,對旋流器分離性能的提高是有利的。濃度過低會改變頂蓋下流體的流型,出現多個渦流,促進了短路流的流動,從而使旋流器分離性能下降。而濃度過高,會引起幹涉沉降,促進短路流和能量消耗,對旋流器分離性能和操作不利。

  (2)當濃度適中時,一般隻出現一個與邊界層流體方向相反的旋渦,從流型來說,是對減小蓋下短路流的流量有利的。但通過理論分析證明,增大溢流管的外徑是減小短路流流量行之有效的方法,而隻改變溢流管外形而不改變其尺寸對減小短路流流量的效果不是很好,或者說較差。實驗也證實,增大溢流管這種方法是行之有效的。

  (3)從減小短路流流量的角度講,在條件允許的情況下,采取大的旋流器溢流管外徑和在適中的進料濃度下操作,對提高旋流器的分離性能是有利的。

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