旋转栅对脱油型旋流器流场影响的数值分析

根据计算流体力学方法,利用雷诺应力湍流模型和多相流模型中的混合物模型,对采用叶片式、螺旋式和通式3种不同旋转栅的脱油型动态旋流器流场分别进行数值模拟,以揭示旋转栅流道结构对动态旋流器流场的影响。结果表明:旋转栅结构形式对动态旋流器内湍流强度和湍流耗散的影响非常大;螺旋式旋转栅可以降低动态旋流器内旋转栅附近的湍流强度,但对旋流器内整个流场湍流的改善并不明显;与叶片式和螺旋式旋转栅相比,通式旋转栅所产生的切向速度和轴向速度较大,具有更强的分离能力和更宽的高效分离域。     

Separation of fine organic particles by a low-pressure hydrocyclone (LPH)

The separation performance of a low-pressure hydrocyclone was tested using fine organic particles from 1 to 700 μm. The dimensions of the low-pressure hydrocyclone were an inflow diameter of 30 mm, a cylinder length of 575 mm, an overflow diameter of 60 mm, an underflow diameter of 50 mm, a cylinder diameter of 335 mm and a cone angle of 68°. The low-pressure hydrocyclone was operated with a lower inlet pressure (average 1.38–5.56 kPa) that could be maintained under water level differences that ranged from 17.5 to 53.5 cm between the water surface of the feeding mass cylinder and the middle of the inlet pipe of the low-pressure hydrocyclone. By varying the inflow rate, underflow ratio and feed concentration, the separation performance of the low-pressure hydrocyclone was affected. The separation performances were determined from total separation efficiency and grade efficiency. Separation performances were determined according to the different inflow rates of 400, 600, 800 and 1000 ml s⁻¹ and their respective underflow ratios that ranged from 5% to 30%. The maximum total separation efficiencies for each inflow rate were 41%, 46% and 46% at 400, 800 and 1000 ml s⁻¹ inflow rates, respectively, and at underflow rates of 30% of the inflow rates. In addition, a total separation efficiency of 46% was employed at 600 ml s⁻¹ of inflow rate and with an underflow rate of 25% its inflow rate. As the feed concentration increased from 25 to 150 mg l⁻¹, the separation performances were gradually decreased. For the fine particles ranging 1–200 μm, the grade efficiency was higher at the higher inflow rate (higher than 600 ml s⁻¹) and higher underflow rate. However, for the coarse particles ranging 400–700 μm, the grade efficiency was higher at the lower inflow rate (lower than 600 ml s⁻¹) and higher underflow rate. The cut-point (d₅₀) values ranged from 30 to 200 μm for a feed size range of 1–700 μm. The Response Surface Method (RSM) model predicted an optimum operating inflow rate and underflow ratio of 721 ml s⁻¹ of inflow rate and 30%, respectively, for the low-pressure hydrocyclone at a maximum total separation efficiency. Based on these findings, further design and operating adaptation of low-pressure hydrocyclones used for fine solids removal in recirculating aquaculture systems is expected.     

离心机与旋流器串联分离泥沙对D50的影响

针对农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据黄河水泥沙的基本特征,研制了适于黄河水泥沙分离的碟式离心机,选用了FXJ-150-I型水力旋流器,将碟式离心机与水力旋流器串联进行黄河水泥沙分离.通过一次回归正交试验,分析了影响溢流颗粒中位径D50的主次因素并找出了最佳参数组合.通过回归正交设计得到了以D50为试验目标的回归方程,通过方差分析可知该方程极显著(a=0.01)并且拟合较好.试验结果表明:旋流入口压力对D50影响极显著,旋流器底流口直径和转鼓转速对D50影响显著.     

旋流分离器在控制暴雨径流中的应用

为了改善镇江市水质环境,减少面源污染,在排水管网中安置水力旋流器,在梅雨季节进行现场试验.从产流后分时间间隔对进口和出口水质进行采样,检测总氮、总磷、SS、浊度、pH、COD这5个水质指标.经分析发现,污染物浓度峰值稍后于降雨量峰值,在产流后20 min内,ω（SS）从56.8 mg/L上升至203.9 mg/L,ω（COD）从69.2 mg/L上升至135.2 mg/L,浊度从49上升至128,管路中水体的水质在短时间内迅速恶化,但随着时间的延长,水质比较稳定且污染物较少.出口处ω（SS）平均为52.9 mg/L,ω（COD）平均为63.2 mg/L,浊度平均为45,对这3个指标的去除率高达75%.总氮在径流初期先下降,后略有上升.总磷改变幅度较小.氮磷去除率不高,但是出水也均达到排放标准.此水力旋流器可以较好地控制暴雨径流污染.     

应用液-液旋流分离器的若干问题

以室内室和现场试验为基础,进一步阐述了液－液旋流器分离性能的衡量标准,对能耗计算,旋流管直径的选择以及节措施和化学药剂的情况进行了介绍。并对旋流器在现场应用中的若干问题提出了看法,为液－液旋注分离器的推广使用提出了参考意见。     

旋流器结构参数对同心环状缝隙螺旋流影响

旋流器与管道所形成的同心环状缝隙空间会因其结构参数的变化而产生差异，空间结构的变化会对环状缝隙螺旋流流场产生影响，进而影响旋流器的起旋效率。为明确旋流器结构对环状缝隙螺旋流的影响，进行了结构参数（直径×长度）为70 mm×100 mm、70 mm×150 mm、60 mm×150 mm³种旋流器所形成的同心环状缝隙螺旋流三维流速试验。试验结果表明：旋流器结构参数的变化并未改变环状缝隙螺旋流三维流速的整体分布规律，只是对轴向、径向和周向流速的大小和离散程度产生了影响，且旋流器结构参数的变化对径向、周向流速的影响较大。对于长度相同的两旋流器，直径由60 mm增大至70 mm后，各断面轴向、周向平均流速与流速波动增大，而径向平均流速降低，但流速波动增大；对于直径相同的两旋流器，长度由100mm增大至150 mm后，轴向平均流速增大，而流速波动降低，径向、周向平均流速与流速波动均逐渐增大。旋流器直径对水头损失、起旋效率的影响要远大于长度，当直径由60 mm增大至70 mm后，水头损失与起旋效率均增大；在本试验条件下结构参数为70 mm×100 mm的旋流器起旋效率最高，即旋流器的较优结构参数为70 mm×100 mm。该研究成果可为旋流器的选型以及结构优化提供一定的参考。     

旋流沉降池流场的CFD分析

旋流分离技术是控制暴雨径流污染的一项新兴的污染控制技术。为此，把传统的旋流分离技术和复合流场旋流分离技术结合起来，实现暴雨径流中固态污染物的去除，并将CFD技术应用于旋流沉降池设计，基于Navier—Stokes方程和标准κ-ε紊流模型，依据三维数值模拟的结果，优化与旋流沉降池设计相关的几何参数，使旋流沉降池具有很好的分离效果。     

轻质分散相旋流器中结构参数对分离性能的影响

根据计算模型的计算结果给出了轻质分散相旋流器中结构参数对旋流器分离性能的影响以及影响方式，其中旋流器尺寸的增加将导致分离能力的降低，具体表现为分割尺寸d₅₀与旋流器尺寸的平方根成正比；锥段半锥角的增加也将降低旋流器的分离能力，表现为分割尺寸d₅₀随半锥角的增加而增加，主要的原因是在其它尺寸保持不变时，半锥角的增加减少了锥段的分离空间、减少了流体在锥段的停留时间；底流口以及溢流口的尺寸是以一个组合参数的形式对旋流器的分离性能产生影响的，这两个参数的变化不仅改变分割尺寸d₅₀，而且改变迁移率曲线的陡度，因此在分离固体颗粒时，可以通过改变底流口与溢流口的尺寸来改善水力旋流器对颗粒的分级性能。     

轻质分散相水力旋流器的分割尺寸

轻质分散相水力旋流器在食用油的提炼、奶品脱脂、果汁浓缩等农副产品加工以及废水回用于农田水利的过程中有着广泛的应用前景。该文根据旋流器的分离效率模型计算并关联了轻质分散相水力旋流器的分割尺寸d₅₀，可作为衡量旋流器分离能力的标志。得到的结果可适用于不同的流体流量、不同的分流比、不同的流体物性参数以及不同尺寸关系的旋流器。根据计算结果，分流比对分割尺寸的影响比较小，半锥角、溢流口尺寸与底流口尺寸对分割尺寸的影响比较大。旋流器大小、流体的流量以及物性参数对旋流器分割尺寸的影响比较直接，当旋流器尺寸R₀、流量以及物性参数变化时，分割尺寸的改变遵循旋流器数不变的规律。由于分割尺寸与R₀的平方根成正比，所以旋流器尺寸越小，分割尺寸也越小，因此旋流器的分离能力也就越大。     

黄河水泥沙分离用水力旋流器的溢流颗粒中位径分析

应用水力旋流器进行黄河水泥沙分离时,溢流口悬浮液的颗粒粒度分布和平均粒径的大小是评价水力旋流器分离性能的重要指标.在模拟黄河水泥沙分离试验中,通过改变旋流器某些结构和操作参数,进行正交对比试验,然后对不同试验条件下溢流的颗粒进行中位径分析,定性地总结出旋流器的某些结构和操作参数对分离性能的影响规律.结果表明,当进料口悬浮液中位径为3.5 μm时,进口压力高于0.06 MPa,分离产品的中位径才明显减小.进口压力从0.06 MPa升至0.07 MPa时,分离产品的中位径下降了65.6%.当进口压力大于0.07 MPa时,分离产品的中位径变化不明显.当进料口悬浮液中位径等于3 μm,进口压力为0.05 MPa时,底流口直径从14 mm升至16 mm,分离产品的中位径下降了68.4%.