液／固旋流器分离性能的研究

利用Eulerian方法，结合RSM湍流模型，对旋流器内部的液／固多相流动进行了数值模拟，对分离效率与液相分流比和旋流器锥体高度、柱体高度之间的关系进行了系统的研究。在此基础上设计了用于室内实验的液／固旋流器，并进行了水／砂、油／砂分离实验，数值模拟结果与实验数据吻合很好，验证了数值模拟方法的正确性。实验研究了入口流速、油水比例和旋流器级数对旋流器分离效率的影响。此外，根据量纲分析得到了一定Re数范围内分离效率η与Stk数之间的函数关系。

固-液旋流器结构优化研究进展

固-液旋流器具有结构简单、效率高及可连续操作等优点,在环保、能源等领域的固体浓缩、固体杂质脱除过程中得到了广泛应用,其分离性能受多种因素影响,其中结构参数是主要的影响因素之一,是技术改进的重点研究方向。基于固-液旋流分离原理,从入口结构、溢流管、底流管、柱体段、锥体段及内构件优化等方面总结了最近30余年固-液旋流器结构参数优化的技术研究成果,对未来可行的结构优化方向进行了展望。可为固-液旋流器的选择和结构优化提供指导。

基于响应面法的旋流器直径与处理量关系研究

在液固旋流器设计过程中,尺寸设计仍按经验方法,具有较强的主观性和随机性,且筒体尺寸与操作参数的内在联系仍不明确。为此,采用数值模拟和响应面分析的方法,对筒体直径与处理量之间的关系进行定性分析,建立了筒体直径与处理量的定量关系模型,并通过室内试验验证了模型的准确性。研究结果表明:旋流器处理量与筒体直径的平方和实际最大压降的0.5次幂成正比,与含砂质量分数成反比;影响旋流器分离效率的一次项因素中,筒体直径的影响最显著,其次为处理量,而含砂质量分数的影响最小;影响旋流器分离效率的二次项中,含砂质量分数的影响最显著,其次为处理量和筒体直径;建立的旋流器处理量、筒体直径和含砂质量分数与分离效率之间关系的经验公式,在低处理量条件下,公式计算结果与试验结果的相对误差在18%以内,满足工程要求。研究结果可为回灌流体除砂处理提供参考。

基于水力旋流器三维数值模拟的结构参数研究

针对水处理中用于地下水除沙的固—液分离用的水力旋流器,利用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对其内流场进行了数值模拟,深入研究了结构参数对旋流器性能的影响,为进一步研究水力旋流器提供了一定的基础和参考。

焦化蜡油脱除焦粉用旋流器分离性能试验研究

以焦化蜡油脱除焦粉用固-液旋流器为研究对象,在一套冷态试验装置上开展DN75 mm切流式旋流器分离性能的试验研究,考察操作参数对分离效率及压降的影响。研究结果表明,对旋流器分离效率影响程度从大到小的操作参数依次为入口体积流量、底流率、进料质量浓度;旋流器压降随入口体积流量的增大而增大,底流率和进料质量浓度对压降影响较小;当入口体积流量为5~6 m^(3)/h、底流率为20%时,旋流器可获得更高的分离效率。基于操作参数对旋流器分离效率的影响数据,回归建立了旋流器分离效率预测模型,计算误差在10%以内。

底流口直径对固液分离旋流器壁面磨损的影响

从磨损机理出发,基于计算流体力学(CFD)软件Fluent中的离散相模型对固液分离旋流器壁面磨损进行了数值模拟研究,主要分析了底流口直径大小对旋流器壁面磨损的位置及磨损率的影响。模拟结果表明:固液分离旋流器的最大磨损在底流口位置,旋流器入口环形空间壁面的磨损率不随底流口直径的改变而改变,圆筒体和圆锥体壁面的磨损率随着底流口直径的增大而减小,圆锥体底部磨损率的减少尤为突出,同时底流口直径的增加使得底流口位置的壁面磨损在周向方向上更加均匀。这些模拟结果为固液分离旋流器结构的优化设计提供一定的指导。