用于高效液固分离的水力旋流器

水力旋流器旨在增强分离性能，同时通过改变设备内的流体流量来降低能耗.

初级分离发生在旋风分离器的圆柱形部分，然后颗粒进入锥形部分以进行取决于进料密度的额外分离过程.

旋风分离器几何形状

旋风分离器是一种圆形设备，利用离心力从介质中分离较大的颗粒或液滴. 当其离心力超过流体的阻力时, 较大或较密的颗粒通过顶部的上部出口离开, 而较细或被剔除的颗粒则通过底部较低的剔除出口排出.

切向入口设计促进强烈涡流的形成, 提高分离效率. 此外, 该设计可防止高速气体进入分离器时发生短路流动.

实现最大分离效率, 旋风分离器的主体/筒体尺寸应适当，以确保最佳的分离效率. 为了确定这一点, 当材料离开旋风分离器的顶端时，寻找轻微的扇形喷雾; 这表明它的尺寸已经正确. 如果材料从分离器下方漏出, 增加进料压力/流量或减小切割尺寸 (IE. 将其变粗).

溢流狭缝的设计对旋流器分离效率和分流比影响巨大. 一般来说, 性能随着溢流狭缝宽度的增加和下溢狭缝宽度的减小而提高.

当送入旋风分离器时, 浆料在其圆柱形壁内旋转，产生离心力，以按密度对材料进行分类. 重颗粒与壁碰撞，并通过称为涡流探测器的流出管向下拉，然后通过底流出口管排出; 重的仍然被困在它上面，因此在那里积累，直到通过涡流探测器或涡流探测器流出管溢出.

为了实现水力旋流器的最佳效率, 必须达到轴向速度和切向速度之间的最佳比率，以便最大限度地减少壁内的湍流强度和能量损失，并使轻颗粒能够获得足够的离心力以到达其溢流出口.

当切向送入旋风筒时, 其旋转作用将液体速度转化为离心力，将较重的颗粒拉向壁，同时较轻的较细颗粒聚集并螺旋向上通过其顶部溢流出口排出; 然后，较重的较粗颗粒与一些液体通过延长管向后落入其底部剔除出口 (称为涡流探测器).

使用最小化剪切力的非剪切流模式可以使水力旋流器分离更加有效; 与传统介质过滤相比，无剪切设计可能具有其他优势，例如延长冷却剂寿命. 设计系统时, 然而, 还必须考虑剪切力.

当离心力可以超过流体所经历的摩擦力时, 重颗粒从液体中分离并通过轴向底部出口排出 (下溢) 而较轻的液体则通过水力旋流器的顶部出口进入 (溢出).

旋风分离器的轴向上有两个出口; 底部的一个称为 “拒绝方,” 顶部还有另一个较大的出口，称为 “溢出侧。” 切向注入其圆柱形腔室产生旋流流型; 溢流侧的排出物通过旋流器顶端伸出的轴管.

然而, 无论几何形状如何，固有的流体流动特性都会导致不完美的分离和能量损失. 以优化设计为目标, 已提出并测试了各种流体流动增强设计 – 例如插入中心体9, 内锥11, 双溢流管12-13, 例如，狭缝锥体 14 和溢流盖 15; 所有这些都表明可以减少空气核心直径，同时提高粒度分级性能.