水力旋流器作為一種重要的分離分級設(shè)備,在石油、化工、環(huán)保、食品等多個領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著工業(yè)生產(chǎn)對分離技術(shù)要求的不斷提高,該產(chǎn)品的多相分離機(jī)制,對于優(yōu)化設(shè)備設(shè)計、提高分離效率、拓展應(yīng)用范圍具有重要意義。
水力旋流器結(jié)構(gòu)簡單,主要由入口、筒體、溢流和底流四部分組成。入口通常設(shè)計為切向,以便混合液以一定壓力進(jìn)入時能產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運動。筒體包括上部的圓柱段與下部的圓錐段,圓柱段是混合液產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)流動的主要區(qū)域,圓錐段則促使流體在旋轉(zhuǎn)過程中逐漸分離。溢流口位于頂部,用于排出較輕的組分;底流口位于底部,用于排出較重的組分。
水力旋流器的工作原理基于離心沉降。當(dāng)待分離的兩相混合液以一定壓力從旋流器周邊切向進(jìn)入旋流器內(nèi)后,會產(chǎn)生強(qiáng)烈的三維橢圓形強(qiáng)旋轉(zhuǎn)剪切渦流運動。由于粗顆粒與細(xì)顆粒之間存在著粒度差,其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同。
離心力場強(qiáng)度比重力場大得多,這使得水力旋流器具有比重力分離更高的效率。在旋轉(zhuǎn)流場中,密度大的組分在旋流場的作用下同時沿軸向向下運動,沿徑向向外運動,在到達(dá)錐體段沿器壁向下運動,并由底流口排出,形成外旋渦流場;密度小的組分向中心軸線方向運動,并在軸線中心形成一向上運動的內(nèi)渦旋,然后由溢流口排出,達(dá)到兩相分離的目的。
水力旋流器作為一種有效的多相分離設(shè)備,具有廣泛的應(yīng)用前景。在實際應(yīng)用中,需要根據(jù)不同的分離目標(biāo)和物料性質(zhì),合理選擇旋流器的類型和結(jié)構(gòu)參數(shù),并優(yōu)化操作條件。