发布时间:2025-01-08 15:58:13
水力旋流器的工作原理主要是基于离心力和重力的作用实现固液分离或颗粒分级,具体如下:
当待分离的两相或三相混合液以一定压力从旋流器的给料口沿切线方向进入旋流器内后,会在圆筒形器壁的限制下作回转运动,产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。
粗颗粒或密度大的颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁,并逐渐向下流动。由于其受到的离心力远大于液体对其的阻力,这些颗粒会克服阻力向器壁移动,与悬浮液分离,到达器壁附近的颗粒受到连续的液体推动,沿器壁向下运动,最终由底部沉砂口排出成为沉砂。
细颗粒所受离心力较小,向器壁移动的速度也较小,在液体的带动下向中心流动,被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管流出,成为溢流。
同时,由于旋液分离器底流口大大缩小,液体无法迅速从底流口排出,而旋流腔顶盖中央的溢流口,由于处于低压区而使一部分液体向其移动,因而形成向上的旋转运动,并从溢流口排出。
短路流:给入旋流器的两相流体,其中一部分先向上再沿顶盖下表面向内,又沿旋涡溢流管外壁向下运动,***同内旋流汇合由溢流管的溢流口排出。这部分未经分离作用直接进入溢流产物,会影响分离效果。
循环流:从外旋流以螺线涡形式内迁到内旋流的两相流体,由于溢流管的溢流口来不及将其全部排出,其中未被排出的部分流体将在旋流器的旋涡溢流管与器壁之间的空间,作由下而上再由上而下的循环运动。
零速包络面:在旋流器正常分离过程中,流体轴向速度为零的轨迹叫零速包络面,是循环流的中心线,也是内旋流和外旋流的分界线。
切线速度轨迹面:给入旋流器的两相流体,以外旋流以螺线涡形式向内旋流内迁的过程中,其流体质点的切线速度有一值,正常工作时,旋流器中流体质点切线速度的轨迹叫切线速度轨迹面。
空气柱:给入旋流器的两相流体,以螺线涡运动时,随着旋转半径的逐渐减小,其质点切线速度越来越大,当达到某一数值时将形成低于外部空间压力的负压区,进入负压区的流体将会从中析出空气,与此同时外部空间的空气亦会通过排出口进入负压区形成空气柱。