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旋流分离器的短路流现象
来源: 鑫流环保   发布时间: 15-05-11   点击次数:
旋流分离器因其分离效率高、能耗低,并且能在高温、高压等恶劣工况下长周期稳定运行,被广泛应用于化工、矿物加工、冶金、环保等工业领域中,对其的研究与开发也从未中断。随着流场模拟和测试技术的不断提高,旋流器内的流场规律也逐步被认识和理解。研究结果表明,旋流分离器内流场主要由准强制涡和准自由涡组成。

除此之外,还存在一些局部的二次涡流,包括盖下短路流、循环流、排液口附近的偏流等,这些都影响了旋流分离器的分离性能。为此,笔者在旋流器溢流管外增设了间距分别为1mm、1.5imn、2mm、2.5inm、3mm的环隙,并且在溢流管末端设置了 30°扩口锥,考察其对抑制盖下短路流的作用。

常规的柱锥段旋流分离器由进料口、溢流管、柱段、锥段、底流口组成,介质经进料口进入柱锥段分离腔后,在旋转离心力场的作用下迅速完成分离过程,密度大的分散相颗粒沿旋流管外壁螺旋下降,由底流口收集,密度小的连续相介质则从中心溢流管引出。虽然旋流分离器较其他分离方式而言,具有能耗低、分离效率高的优点,但其分离过程中存在的短路流问题确始终阻碍着分离效率的进一步提高。

当被处理介质进入旋流分离器后,在旋流器顶板、溢流管外壁与筒体内壁之间,外侧的轴向速度向上,内侧的轴向速度向下,造成了环形空间内的局部涡流(二次涡)。

这种二次涡会把一部分已浓集在外壁的颗粒向上带到顶板处而形成“顶灰环”,并且相当数量的颗粒会向内运动,沿溢流管外壁向下运动,最后随中心上升的内旋流逸出溢流管。这部分未经分离便直接从溢流管逃逸的被处理介质,被称作短路流,进一步的CFD模拟研究也证实了短路流的存在影响了分离效率的提高。

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