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水力旋流器的分離性能

[2018/8/24]

   水力旋流器分離效率與分流比F及流量的關係如下:

  水力旋流器分離效率與分流比之間的關係,其適用條件為分流比大於計算分離效率時的情況。在進口流體中分散相的顆粒尺寸一定時,進口處分散相的(體積)濃度越高,從溢流中被分離掉的分散相的體積流量也越大。

  當進口濃度ki>F時,計算的分離效率很可能大於分流比。這就意味著從水力旋流器溢流口排出的分散相的體積流量大於溢流口的總體積流量。而這種情況在實際操作中是不可能發生的。隻有在Ki<F時才有實際意義。如下圖8所示。

圖8 ki=5%分離效率隨分流比的變化

  下圖9給出的是水力旋流器分離效率與進口流量Q之間的關係,其中分離效率隨進口流量的增加而單調增加。必須說明的是,這種單調增加的規律對固液分離來說是正確的。

圖9 水力旋流器分離效率與流量之間的關係

  對水力旋流器液液分離來說,當流體流量增加至某一臨界值時,流體的剪切作用會使較大的液滴破碎為較小的液滴,而使分離效率降低,這個臨界值成為流體流量的上限。理論上分離效率剛達到1.0時的流量稱為下限,由流體流量的下限於上限界定的流量範圍稱為高效率操作區。對液液分離來說,以上計算方法隻適用於流量上限以下的操作使用。

  溢流口半徑與底流口半徑對水力旋流器分離效率的影響:

  圖10為分離效率與溢流口半徑和底流口半徑之間的關係。可見,水力旋流器分離效率隨溢流口半徑的增加而增加,隨底流口半徑的增加而降低。造成這種現象的原因是:

圖9 水力旋流器分離效率與流量之間的關係 

  在其他參數一定時,溢流口半徑的增加降低了進口與溢流口之間的流動阻力,由於分散相顆粒的密度小於連續相,分散相顆粒相水力旋流器中心軸線方向運動的徑向速度,高於連續相流體質點的徑向速度而優先從溢流口排除;而底流口半徑增加時的效果剛正好相反。

  圖10a中的曲線有一異常現象:雖然水力旋流器分離效率隨溢流口半徑的減小而降低,但當Rover減小至111mm以下時,分離效率反而回升。這種現象從理論上尚無法解釋,從實際應用的角度來說,也很少將水力旋流器溢流口半徑設計得這麽小,故這種現象目前還沒有人從實驗的角度驗證過,在應用上也沒有什麽實際意義。

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