針對滴灌用黃河水泥沙含量高的問題,根據(jù)蘭州段黃河泥沙粒配特性設(shè)計了黃河水泥沙分離設(shè)備。采用正交試驗、極差和方差分析研究了分離機(jī)參數(shù)對溢流顆粒d50和溢流液流量的影響。試驗結(jié)果表明:影響溢流顆粒d50的參數(shù)主次排列為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、碟片間隙和噴嘴數(shù)量,而影響溢流液流量的參數(shù)主次排列為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、噴嘴數(shù)量和碟片間隙。考慮試驗因素對溢流顆粒d50和溢流液流量影響程度的大小,優(yōu)化的參數(shù)為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3500rpm、噴嘴數(shù)量為32個、碟片間隙為1.2mm。

針對滴灌中黃河水泥沙含量高的問題,根據(jù)其基本特征,研制了適于黃河水泥沙分離的碟式分離機(jī),選用fxj-150-i型旋流器,將分離機(jī)與旋流器串聯(lián)進(jìn)行泥沙分離。通過三因素二次正交旋轉(zhuǎn)回歸試驗,考察了底流口直徑、旋流入口壓力、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速對溢流顆粒d50的影響,得出d50與影響因素的回歸模型。結(jié)果表明:底流口直徑和旋流入口壓力對d50的影響極顯著(p<0.01),轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速對d50的影響顯著(p<0.05);獲得較小d50的最佳結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)是底流口直徑為14mm,旋流入口壓力為0.06mpa,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3800r/min。

針對西北地區(qū)黃河流域農(nóng)業(yè)滴灌中黃河水泥沙含量高的問題,根據(jù)泥沙基本特征設(shè)計了適于黃河水泥沙分離的碟式分離機(jī)。通過3因素2次正交旋轉(zhuǎn)回歸試驗設(shè)計,考察了轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、碟片間隙以及噴嘴直徑對黃河水泥沙分離效率的影響,得出分離效率與影響因素的回歸模型。通過方差分析和效應(yīng)分析得出:噴嘴直徑和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速對分離效率的影響極顯著(p<0.01),碟片間隙對分離效率的影響顯著(p<0.05)。通過頻數(shù)分析和水平優(yōu)化表明:黃河水泥沙分離的最佳參數(shù)是噴嘴直徑為1.4mm,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3600r/min,碟片間隙為1.6mm。

針對農(nóng)業(yè)滴灌中黃河水泥沙含量高的問題,將碟式分離機(jī)與fxj-150-i型水力旋流器串聯(lián)用于黃河水泥沙分離。采用正交試驗、極差和方差分析研究了串聯(lián)分離設(shè)備參數(shù)對溢流量和溢流顆粒d50的影響。試驗結(jié)果表明:影響溢流量的參數(shù)主次排列為旋流入口壓力、旋流器底流口直徑和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速,而影響溢流d50的參數(shù)主次排列為旋流入口壓力、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和底流口直徑?？紤]試驗因素對溢流量和溢流中粒徑d50影響程度的大小以及它們在分離中所起作用的大小,優(yōu)化了串聯(lián)分離設(shè)備參數(shù):旋流入口壓力為0.06mpa、底流口直徑為12mm、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3500r/min。

針對碟式分離機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計,介紹了碟式分離機(jī)工作原理,重點分析了沉降顆粒不被液流帶走的條件。通過建立碟片雙錐坐標(biāo)系,推導(dǎo)出黃河水泥沙碟式分離機(jī)碟片間隙公式,并根據(jù)黃河水的特性計算出碟片間隙數(shù)據(jù)。

利用直徑250mm的水力旋流器開展了泥、沙分級的工業(yè)性試驗,研究了入料壓力對旋流器分級效率和濃縮效果的影響規(guī)律。結(jié)果表明:水力旋流器的最佳分級效率與最佳濃縮效率處于不同的壓力操作區(qū)間,旋流器的底流濃度入料壓力增大而持續(xù)提高,但分級效率則呈先緩慢上升到臨界點,然后急劇下降的趨勢。實際操作時,應(yīng)當(dāng)合理控制旋流器入料壓力,避免因過度濃縮而犧牲分級效率。

介紹了液-液分離水力旋流器的理論研究進(jìn)展,分析了各種數(shù)學(xué)模型的研究狀況及存在的問題,對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在液-液分離水力旋流器的應(yīng)用及其發(fā)展進(jìn)行了展望。

利用空氣壓縮機(jī)、nikuni氣液混合泵對旋流器單體進(jìn)行注氣試驗.通過注入的微氣泡捕獲微小油滴形成的油-氣復(fù)合體,在離心力的作用下,氣泡將攜帶油滴運移至核心處,完成氣浮選和旋流分離的協(xié)同效應(yīng),從而實現(xiàn)油水高效分離.試驗結(jié)果表明:采用注氣方法可改善水力旋流器的分離效果,但空氣壓縮機(jī)單點注氣破壞流場的穩(wěn)定,旋流器分離效率的提高并不明顯;空氣壓縮機(jī)入口注氣、微孔管旋流腔注氣與采用nikuni氣液混合泵注氣3種條件下,水力旋流器的分離效率均可達(dá)到95%以上,是較為理想的注氣形式.

采用計算流體力學(xué)軟件fluent6.3對三相旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)和分離效率的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,通過研究發(fā)現(xiàn),調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù),包括:溢流管徑、溢流管插入深度、進(jìn)料管結(jié)構(gòu)、圓筒段結(jié)構(gòu)和集砂桶的結(jié)構(gòu)等,可以極大地提高水力旋流器的分離性能。為今后三相分離水力旋流器的設(shè)計、制造提供參考。

為了研究廢砂漿中碳化硅粉和硅粉的分離情況,選用混合模型對柱型水力旋流器多相流流場進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明:柱型水力旋流器的分離效率與入口速度、進(jìn)口濃度等因素有關(guān),并分析出一定條件下當(dāng)主、次相的入口速度均為1.1m/s時顆粒分離效果較好,分離效率較高,實驗檢測分離性能較好,為進(jìn)一步實驗研究提供一定的指導(dǎo)。

加拿大在阿爾伯特的麥克穆里地區(qū)產(chǎn)出了在量的同砂尾礦，包括砂、粘土及混入的瀝青。本研究的目的是選用水力旋流器并對它在排除尾礦中細(xì)粒物料方面的作用進(jìn)行評價，同時產(chǎn)出固體含量為７５％的沉砂產(chǎn)品。

加拿大在阿爾伯特的麥克穆里堡(fortmcmurray)地區(qū)產(chǎn)出了大量的油砂尾礦,包括砂、粘土及混入的瀝青。本研究的目的是選用水力旋流器并對它在排除尾礦中細(xì)粒物料方面的作用進(jìn)行評價,同時產(chǎn)出固體含量為75%的沉砂產(chǎn)品。在半工業(yè)試驗中對多段水力旋流器進(jìn)行了研究。采用不同固體含量的超細(xì)拉(-44μm)物料作為旋流器的給料。在兩段的linatex選別回路中進(jìn)行試驗時沉砂產(chǎn)品的回收率為98.8%～99.6%,固體含量為73%～75%。當(dāng)給料濃度變化時對旋流器沉砂的回收率及固體含量影響不大。獲得如此好的結(jié)果關(guān)鍵是沉砂口的控制以及低壓給料法(旋流器直徑為23cm時壓力為<60kpa)。當(dāng)超細(xì)粒物料含量增加7%時沉砂產(chǎn)品的回收率就顯著下降,這可能是由于旋流器中存在過多的粘土而使介質(zhì)濃度太大的緣故,半工業(yè)試驗結(jié)果比模型預(yù)測的要好。當(dāng)旋流器直徑由23cm增加到51cm時對分離點幾乎無影響。

介紹了用于水倉清淤設(shè)備的水煤分離旋流器主要參數(shù)的設(shè)計,闡明了旋流器各個設(shè)計參數(shù)的選擇和確定的原則和方法,使復(fù)雜的理論公式簡化,讓設(shè)計方法更加符合工程生產(chǎn)實際,并且在實際的水煤分離工程應(yīng)用中達(dá)到了預(yù)期的效果。

為了獲得充氣水力旋流器在用以控制大密度有用礦物過磨的進(jìn)一步研究中其結(jié)構(gòu)及操作參數(shù)優(yōu)化的理論基礎(chǔ)，本文采用改進(jìn)型充氣水力旋流器處理了含銅多金屬硫化礦物。研究了其結(jié)構(gòu)九和操作參數(shù)對其分級與富集特性的影響。

給出了輕質(zhì)分散相單錐水力旋流器的分離效率的計算方法。該方法不需要用實驗數(shù)據(jù)擬合待定系數(shù),在流量、分流比及物性參數(shù)發(fā)生變化時,計算結(jié)果均能與thew的實驗數(shù)據(jù)很好地吻合。在此基礎(chǔ)上,對水力旋流器的分離性能進(jìn)行了預(yù)測

依據(jù)計算流體動力學(xué)(cfd)的計算方法,采用cfd軟件包fluent對水力旋流器的氣-固-液三相流流場進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。追蹤了水力旋流器中顆粒相的運動軌跡,根據(jù)模擬結(jié)果研究了操作參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)與分離效率的關(guān)系并利用正交試驗法對影響分離效率的各因素進(jìn)行綜合評價。文章最后針對研究的局限性提出了自己的展望。文章為更深入地研究水力旋流器的多相流動提供了基礎(chǔ)和參考。

利用rsm模型模擬計算三維水力旋流器模型,分析了計算結(jié)果,并且與相關(guān)文獻(xiàn)比較后認(rèn)為:三維模型模擬水力旋流器具有一定的可行性,而二維軸對稱模型與實際有一定的差距。

對番茄渣皮、籽在水力旋流器內(nèi)的運動進(jìn)行了理論分析,以rietema澄清器結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),依據(jù)番茄籽的物理特性研究并初步確定了實現(xiàn)番茄渣皮、籽分離的旋流器的結(jié)構(gòu)形式和主要技術(shù)參數(shù),并通過試驗進(jìn)一步研究了操作參數(shù)與分離性能之間的關(guān)系。

通過對旋流器溢流口結(jié)構(gòu)的深入研究。設(shè)計出3種新型溢流口結(jié)構(gòu)──渦流屏蔽罩式、渦流屏蔽罩和渦流探測管組合式以及實心渦流屏蔽管式溢流口。利用marvern激光粒度儀，在室內(nèi)模擬試驗裝置上進(jìn)行了分離性能測試，并從粒級效率和壓力降兩方面綜合評價了3種溢流口結(jié)構(gòu)的分離性能。測試和分析結(jié)果表明，溢流口直徑越小，分離效率越高，壓降也略有增大；渦流屏蔽罩式、渦流屏蔽罩和渦流探測管組合式溢流口可以降低壓降7％以上，而分離效率基本不變；實心渦流屏蔽管式溢流口和帶下傾角的入口流道組合可以大大降低旋流器的壓降。

文章在分析影響水力旋流器分級效率因數(shù)的基礎(chǔ)上,提出通過降低底流中細(xì)粒級含量來增大旋流器的分級效率的方法,并對旋流器做了一些改進(jìn)。新型旋流器采用加沖洗水的方式對礦漿進(jìn)行二次分級,利用獨特的底流口旋轉(zhuǎn)篩分分級技術(shù)對底流進(jìn)行三次分級,減少底流中細(xì)粒含量,以滿足高效分級的要求。

固-液、液-液等二相水力旋流分離器已經(jīng)是現(xiàn)今石油石化工業(yè)中不可缺少的分離工具,但目前還不能分離液體中同時含有石油和固體顆粒的多相混合物。因此,要研究一種新型的固-液-液三相分離旋流器。簡述了三相分離器的原理、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

輕質(zhì)分散相水力旋流器在食用油的提煉、奶品脫脂、果汁濃縮等農(nóng)副產(chǎn)品加工以及廢水回用于農(nóng)田水利的過程中有著廣泛的應(yīng)用前景。該文根據(jù)旋流器的分離效率模型計算并關(guān)聯(lián)了輕質(zhì)分散相水力旋流器的分割尺寸d50,可作為衡量旋流器分離能力的標(biāo)志。得到的結(jié)果可適用于不同的流體流量、不同的分流比、不同的流體物性參數(shù)以及不同尺寸關(guān)系的旋流器。根據(jù)計算結(jié)果,分流比對分割尺寸的影響比較小,半錐角、溢流口尺寸與底流口尺寸對分割尺寸的影響比較大。旋流器大小、流體的流量以及物性參數(shù)對旋流器分割尺寸的影響比較直接,當(dāng)旋流器尺寸r0、流量以及物性參數(shù)變化時,分割尺寸的改變遵循旋流器數(shù)不變的規(guī)律。由于分割尺寸與r0的平方根成正比,所以旋流器尺寸越小,分割尺寸也越小,因此旋流器的分離能力也就越大。