教你从内部能量改善旋流器能耗损失

　　水力旋流器是一种即可实现分离又可实现分级的设备，可有效完成液体澄清、除气、除砂及固相颗粒洗涤、分级等作业。旋流器在应用过程中，如何降低运营成本，一直是人们关注的重点，那么降低运行成本提高效率，最为行之有效的办法是什么呢？那就是最大限度的降低总能耗。

　　我们在使用水力旋流器的时候，特定要注意到它的内部能量问题，因为平时在使用的时候，关于内部能量我们很容易忽略。因此，很多时候水力旋流器的内部能量会受到大量的损耗，能量的缺失会影响到水力旋流器的使用，同时也会降低增产节能的效果，因此，我们重点要把握住关于它的能量消耗问题及解决办法。

　　影响旋流器总能耗的因素主要有进口损失、出口损失和内部流量损失三部分，其中进口损失和出口损失在旋流器总能耗损失中占比很小。进口损失多因渣浆进入旋流器时因截面突然扩张引起的射流阻力与摩擦等问题造成；出口损失多因渣浆排出的动能和压力造成，且对能耗影响微乎其微。

　　内部损失在旋流器总能耗损失中程度最大，多因内壁摩擦、流体粘性内摩擦、湍流耗散及各种局部损失等引起的能量损失，要想改善这些为题，可从如下几方面入手。

　　一．改善旋流器溢流管结构

　　旋流器的溢流管结构设计不合理，会存在短路流现象，导致旋流器出现溢流跑粗、分离产品中粗细粒混杂等问题，这将直接影响旋流器的流量。

　　解决办法：

　　1、在溢流管外壁上附加一些环形齿，能较大程度的降低甚至消除短路流，当溢流管外壁加上环形齿后，陡降指数可从0.176提高到0.332，最终旋流器分离精度指数比普通旋流器提高1.8倍。

　　2、在旋流器的顶盖与溢流管之间开一环隙，用来引出短路流，并将短路流返回到密封聚集室，该设计能有效减少溢流产品中粗颗粒的混杂，较比常规分级效率提高8%。

　　3、在旋流器溢流管的外壁附加与短路流旋转方向相反的逆向螺旋，可有效解决常规旋流器占处理液10％一20％短路流问题，不仅提高了分离效率，同时，还将锥段涡流、背涡、短路涡整合为一个涡流，节约了能耗。

　　4、给旋流器溢流管壁增加厚度，能加长短路流的路径，降低短路流流量，因此能有效提高旋流器的分离效率，还能降低其内部损失。

　　5、将溢流管由直圆管改为渐扩管，该设计思路来源于渐扩管降速升压原理，可使得溢流管入口处的渣浆在较低的压力下也能顺利排至水力旋流器外，较比直圆管能耗降低27%。而且，溢流和底流的出口渣浆速度能得到有效的利用，不浪费且降低了运行成本。

　　三．消除旋流器内空气柱

　　旋流器内的空气柱内部不发生任何分离过程，在能量消耗上纯属浪费，不仅没有贡献，还占据了溢流口的流动面积，同时，空气柱大小与位置的波动加剧了流场的不稳定，在一定程度上破坏了被分离颗粒在旋流器中的规律分布，进而降低了旋流器的分离效率。

　　解决办法：

　　1、利用适量的固体棒占据旋流器中原来的空气柱位置，当固体棒沾满原空气柱位置时，内部损失可降低51%左右，而且分离性能也有所提高。

　　2、改变旋流器内气体流态，利用大涡强制破碎成小涡，有效降低中心部位的湍动能耗、重心流体的速度梯度、溢流口的流体速度，避免了空气柱产生的能耗和晃动所造成的对分离的不良影响，不仅提高了15%的分离效率，还降低了运行能耗40%左右。

　　1、消除水力旋流器内短路流

　　消除水力旋流器内短路流，短路流是引起普通水力旋流器溢流跑粗、分离产品中粗细粒混杂的重要原因之一。短路流的存在及其流量大小则直接与溢流管的结构形状有关，因此控制短路流较主要的设计方法是从改进溢流管结构着手。如：水力旋流器设计在溢流管的外壁上附加一些环形齿，能较大程度降低甚至消除短路流，且分离精度提高了1.8倍、陡降指数从0．176提gao到0．332；在顶盖与溢流管之间开一环隙引出短路流，并将短路流返回密封聚集室，能减少溢流产品中粗粒的混杂，比普通分ji效率提gao8%；在溢流管外壁附加与短路流旋向相反的逆向螺旋解决了普通水力旋流器占处理液10％一20％短路流的问题，使分离效率得到提高，同时使锥段的涡流、短路涡及其背涡整合为一个涡流，节约了能耗。

　　2、消除旋流器内空气柱及改善中心部位湍流结构

　　消除旋流器内空气柱及改善中心部位湍流结构，在旋流器内空气柱的能耗从某种意义上讲属于能量浪费，因为空气柱内部不发生任何分离过程，另外，空气柱所占据的的空间减少了溢流口的流动面积。同时，空气柱大小与位置的波动也是流场不稳定的反映，还加剧了流场不稳定的因素。

　　改善中心部位湍流结构有：选择适宜的固体棒占据水力旋流器中原来空气柱位置来取消空气柱的方法，其内部损失可平均降低51．5％；改变旋流器内气体的流态，能有效地抑制空气柱的不稳定性、消除或减小空气柱对分ji过程的不利影响；利用大涡强制破碎成小涡，降低中心部位的湍动能耗；降低中心流体的速度梯度，抑制对分离的破坏；降低溢流口流体速度，避免了空气柱产生的能耗和晃动所造成的对分离的不良影响，能够降低运行能耗40％左右，提高分离效率10％一15％。

　　以上内容仅从旋流器器壁结构、溢流管结及空气柱等造成旋流器内部能量损失的问题进行了分析并提出了相应的解决办法，面对旋流器的各种问题，需具有针对性的解决，是降低其运行成本、提高生产效益的有效办法。