防止旋流器内部损失的解决方法

　　防止旋流器内部损失的解决方法有哪些？

　　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，一直是人们关注的要点，那么降低运行成本提高效率，较为行之有效的办法是什么呢？那就是大限度的降低总能耗。

　　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。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。

　　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。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。

　　旋流器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。

　　1、在溢流管外壁上附加一些环形齿，能较大程度地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，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。

　　旋流器的基本原理是将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心力的作用下进行分离。将混合液以一定的压力切向进入旋流器，在圆柱腔内产生高速旋转流场。混合物中密度大的组分在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋涡流场；密度小的组分向轴线方向运动，并在轴线形成一向上运动的内涡旋，然后由溢流口排出，这样就达到了两相分离的目的。

　　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非常大，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，能较大程度地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。

　　二．改善旋流器器壁结构

　　旋流器在长期使用下，器壁会形成器壁边界层，这会屏蔽细粒物料，影响旋流器分级效率。

　　解决办法：

　　1、将旋流器的光滑器壁改为阶梯器壁，可通过器壁上的环线来破坏边壁边界层对细粒的屏蔽。

　　2、通过多孔材料器壁向旋流器内充气，使得底流中细颗粒的含量相对减少30%～50%。

　　3、在旋流器锥体表面设置齿状槽沟，能有效破坏器壁的边界层，促使渣浆形成一定强度的涡流，更利于细粒离开边界层进入到溢流区，提高分离精度。

　　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。

　　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。