水力旋流器结构与分离性能研究（六）：柱段结构（长度）

水力旋流器结构与分离性能研究(六)——柱段结构(长度)水力旋流器结构与分离性能研究(六)g——柱段结构(长度)龃隧兰堕李晓钟刘培坤(四川联合大学，成都市610065)7／摘要研究7水力旋流器柱段长度对其分离性能的影响，结果表明：随着柱段长度的增大，水力旋流器处理能力呈单调上升趋势、其分离修正总效率呈上升趋势、其溢流浓度剐呈单调减小趋势。在水力旋流器用干固液分离场合时，其柱段长度宜较长为佳。关键词水力旋流器柱段长度些商凌水力旋流器结构简单是其倍受青睐的主要原因之一一般地．水力旋流器均由上部圆筒段和下部圆锥段组成。通常人们把上部圆柱形空间视为预分离区域，而把下部圆锥形空间视为主分离区域．即认为真正的分离过程是在下部圆锥彤空间内完成的口]。因此，在目前水力旋流器的设计中．人们往往更注重其锥段的锥角尺寸的设计；而对其圆筒段长度尺寸的设计则中国博士后科学基叠和国家教蛋高等学植博士点专项科研基金督助项目旋转式喷雾干燥工艺和并流型侧进风旋转式喷雾干燥工艺。通过改造．使装置不但能满足多种产品生产的要求，并使产品质量有不同程度的提高．还较充分地发挥了装置的生产潜力．取得了良好的经济效益和社会效益。5结束语一：1)在对中国石化集团所属企业的两套喷雾干燥生产装置的技术改造时，运用径向等流量分配理论对原喷雾干燥塔的气流分布器重新进行设计．达到了预期的效果．取得了良好的经济效益和社会效益。(2)在国内高温喷雾干燥系统的气流分布器设计中．引入了径向等流量分配理论．并建较为随便．而且这方面的参考资料也很少。然而，近来笔者对水力旋流器内固相颗粒运动规律的研究结果表明n。]，固相颗粒在圆筒段内也有分离行为．即固相颗粒在上部圆柱形空问和下部圆锥形空间内均有分离行为．而不仅仅是在下部圆锥形空间内才有。为了使水力旋流器在应用中能获得更好的分离性能指标．有必要对水力旋流器的上部圆柱形空间大小(即柱段长度)进行研究．以便为旋流器的优化设计提供更进一步的依据和指导。本文将系统地研究水立了数学模型，但这仅是运用此种理论进行的两次工业放大的初步尝试．还需进一步完善(3)建议在国内喷雾干燥系统的疃雾干燥塔的气流分布器设计中．更多地运用径向等流量分配理论进行设计计算．并引入计算机模拟进行验算，以提高其在工业装置应用中的可靠程度。同时．尽可能积累有关工业装置运行的生产经验．逐步建立起更加适合工业应用的数学模型参考文献l张至墓一黄发瑞等．一仲高牧气流舒布器中国宴用新型专利．CN2I976~Y2上海化工学院情报编译组．径向汛动反应器赢l车均布督料见：化工情报上海：上拇化工学院l97维普资讯http://www.cqvip.com《化I装备技术》第2O卷第2期1999年l7力旋流器柱段长度对其处理能力、分离醪正总效率、分离粒度以及溢流浓度等分离性能指标的影响。1试验装置与方案实验中旋流器结构参数几何尺寸、试验物料和研究方案均与文献[4]中相同，但旋流器的柱段结构(长度)被作为变量。对于水力旋流器柱段结构，本研究中仅改变柱段的长度，将柱段长度分为5个等级(见表1)，即0．4D、0．8D、1．2D、1．6D和2．0D(其中水力旋流器直径D为75ram)。表1水力旋流器柱段长度及代号一!壁坠!!!名称o4DI)．8D1．216D．OD2结果与讨论2．1处理能力水力旋流器柱段长度对其处理能力的影响如图1所示．图中符号意义同文献[4]．下同。从图1可以发现，随着柱段长度的增长．水力旋流器处理能力呈单调上升趋势。从这一点看来。水力旋流器内的牯性摩擦损失所占总能耗的份量并不重．因为摩擦损失应与流动的路程有正比关系，而处理能力却与柱段长度呈正比关系，亦即与水力旋流器内总能耗呈反比关系。柱段越长，水力旋流器内的空间越大．流体在旋流器内的停留时问就越长．旋流器内局部损141312当，11d10．9O8¨D。8口柱鹰B口∞固1旋流器住段{乇懂对赴融十曲靴啊失及湍动程度便会有所下降，于是旋流器的总能耗降低、处理能力上升。22分离修正总效率水力旋流器柱段长度对其分离修正总效率的影响如图2所示。结果表明．水力旋流器舒离修正总效率随着柱段长度的增长而上升．这表明水力旋流器柱段内亦进行着有效的沉降分离。然而，人们通常则把水力旋流器的柱段部分视为预分离区，并认为真正的分离过程是发生在圆锥段部分的]。本研究结果表明，前人的这个观点应该予以修正。因此，在水力旋流器用于固液分离场合时．萁梓段K睦直较长为件。1oo9oB0．70B0504004D05D12D1BD200柱段长鹰匿2琏址垃度对舒离蛞正总谊串时影响2．3修正分离粒度水力旋流器柱段长度对其修正分离粒度的影响如图3所示。图中结果表明．水力旋流器柱段长度太长或太短会使分离粒度变小水力旋流器柱段长度从0．4D上升到1．6D时．其修正分离粒度呈上升趋势；当柱段长度从1．6D增