旋流器內(nèi)部能量損失應(yīng)如何改善？

旋流器是一種即可實(shí)現(xiàn)分離又可實(shí)現(xiàn)分級的設(shè)備，可有效完成液體澄清、除氣、除砂及固相顆粒洗滌、分級等作業(yè)。旋流器在應(yīng)用過程中，如何降低運(yùn)營成本，一直是人們關(guān)注的主要，那么降低運(yùn)行成本提高效率，較為行之有效的辦法是什么呢？那就是大限度的降低總能耗。

影響旋流器總能耗的因素主要有進(jìn)口損失、出口損失和內(nèi)部流量損失三部分，其中進(jìn)口損失和出口損失在旋流器總能耗損失中占比很小。進(jìn)口損失多因渣漿進(jìn)入旋流器時因截面突然擴(kuò)張引起的射流阻力與摩擦等問題造成；出口損失多因渣漿排出的動能和壓力造成，且對能耗影響微乎其微。

內(nèi)部損失在旋流器總能耗損失中程度非常大，多因內(nèi)壁摩擦、流體粘性內(nèi)摩擦、湍流耗散及各種局部損失等引起的能量損失，要想改善這些為題，可從如下幾方面入手。

一．改善旋流器溢流管結(jié)構(gòu)

旋流器的溢流管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會存在短路流現(xiàn)象，導(dǎo)致旋流器出現(xiàn)溢流跑粗、分離產(chǎn)品中粗細(xì)?；祀s等問題，這將直接影響旋流器的流量。

解決辦法：

1、在溢流管外壁上附加一些環(huán)形齒，能較大程度地降低甚至消除短路流，當(dāng)溢流管外壁加上環(huán)形齒后，陡降指數(shù)可從0.176提高到0.332，最終旋流器分離精度指數(shù)比普通旋流器提高1.8倍。

2、在旋流器的頂蓋與溢流管之間開一環(huán)隙，用來引出短路流，并將短路流返回到密封聚集室，該設(shè)計(jì)能有效減少溢流產(chǎn)品中粗顆粒的混雜，較比常規(guī)分級效率提高8%。

3、在旋流器溢流管的外壁附加與短路流旋轉(zhuǎn)方向相反的逆向螺旋，可有效解決常規(guī)旋流器占處理液10％一20％短路流問題，不僅提高了分離效率，同時，還將錐段渦流、背渦、短路渦整合為一個渦流，節(jié)約了能耗。

4、給旋流器溢流管壁增加厚度，能加長短路流的路徑，降低短路流流量，因此能有效提高旋流器的分離效率，還能降低其內(nèi)部損失。

5、將溢流管由直圓管改為漸擴(kuò)管，該設(shè)計(jì)思路來源于漸擴(kuò)管降速升壓原理，可使得溢流管入口處的渣漿在較低的壓力下也能順利排至水力旋流器外，較比直圓管能耗降低27%。而且，溢流和底流的出口渣漿速度能得到有效的利用，不浪費(fèi)且降低了運(yùn)行成本。

二．改善旋流器器壁結(jié)構(gòu)

旋流器在長期使用下，器壁會形成器壁邊界層，這會屏蔽細(xì)粒物料，影響旋流器分級效率。

解決辦法：

1、將旋流器的光滑器壁改為階梯器壁，可通過器壁上的環(huán)線來破壞邊壁邊界層對細(xì)粒的屏蔽。

2、通過多孔材料器壁向旋流器內(nèi)充氣，使得底流中細(xì)顆粒的含量相對減少30%～50%。

3、在旋流器錐體表面設(shè)置齒狀槽溝，能有效破壞器壁的邊界層，促使渣漿形成一定強(qiáng)度的渦流，更利于細(xì)粒離開邊界層進(jìn)入到溢流區(qū)，提高分離精度。

三．消除旋流器內(nèi)空氣柱

旋流器內(nèi)的空氣柱內(nèi)部不發(fā)生任何分離過程，在能量消耗上純屬浪費(fèi)，不僅沒有貢獻(xiàn)，還占據(jù)了溢流口的流動面積，同時，空氣柱大小與位置的波動加劇了流場的不穩(wěn)定，在一定程度上破壞了被分離顆粒在旋流器中的規(guī)律分布，進(jìn)而降低了旋流器的分離效率。

解決辦法：

1、利用適量的固體棒占據(jù)旋流器中原來的空氣柱位置，當(dāng)固體棒沾滿原空氣柱位置時，內(nèi)部損失可降低51%左右，而且分離性能也有所提高。

2、改變旋流器內(nèi)氣體流態(tài)，利用大渦強(qiáng)制破碎成小渦，有效降低中心部位的湍動能耗、重心流體的速度梯度、溢流口的流體速度，避免了空氣柱產(chǎn)生的能耗和晃動所造成的對分離的不良影響，不僅提高了15%的分離效率，還降低了運(yùn)行能耗40%左右。

以上內(nèi)容僅從旋流器器壁結(jié)構(gòu)、溢流管結(jié)及空氣柱等造成旋流器內(nèi)部能量損失的問題進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決辦法，面對旋流器的各種問題，需具有針對性的解決，是降低其運(yùn)行成本、提高生產(chǎn)效益的有效辦法。