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水力旋流器的工作原理
2025-03-06
水力旋流器是一种常见的分离分级设备，其工作原理基于离心沉降，以下从不同方面详细介绍
当待分离的两相（或三相）混合液以一定压力从给矿口切线方向（或渐开线）进入旋流器后，会产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切旋流流动。由于粗颗粒（或重相）与细颗粒（或轻相）之间存在粒度差（或密度差），在离心力、向心力、浮力、流体阻力等作用下，大部分粗颗粒（或重相）按螺旋轨迹下旋到底部，作为沉砂从沉砂口排出；细颗粒（轻相）在中心形成内螺旋矿流向上运动，作为溢流从溢流管排出。
水力旋流器是一种常见的分离分级设备，其工作原理基于离心沉降，以下从不同方面详细介绍：
基本原理
当待分离的两相（或三相）混合液以一定压力从给矿口切线方向（或渐开线）进入旋流器后，会产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切旋流流动。由于粗颗粒（或重相）与细颗粒（或轻相）之间存在粒度差（或密度差），在离心力、向心力、浮力、流体阻力等作用下，大部分粗颗粒（或重相）按螺旋轨迹下旋到底部，作为沉砂从沉砂口排出；细颗粒（轻相）在中心形成内螺旋矿流向上运动，作为溢流从溢流管排出。
详细过程
矿浆进入
矿浆在给料泵作用力下从切线方向高速进入旋流器本体。原矿料浆以高速状态从进料管口沿切线方向进入直筒内，受到筒壁的约束限制和自身重力的影响，筒壁构造内有导流涡旋引导液体旋转运动，通常称这种自上而下的运动为外旋流或下降旋流运动。
颗粒分离
- 大颗粒运动：料浆中粒径大的颗粒在克服液体各种阻力后向器壁运动，持续向筒体周边聚集。料浆颗粒物受到离心力、自身重力的作用，粒径越大离心力就越大，沿器壁向下旋流移动，受到连续料浆流体的推动，在底流口聚集后通过旋流器底部的沉砂嘴排出去。
- 小颗粒运动：粒径较小的颗粒和大部分液体则因所受的离心力和重力都小，停留在筒体纵轴中心线并增大汇集。细颗粒料浆继续向下运动，进入锥体后，分离器内径逐渐缩小，压力越大，速度加快，沿径向方向的压力不均，越接近轴线中心处离心力越小，细小粒径的颗粒液相无法从底流口快速排出，料浆推动形成向上的回旋转运动，旋流碰到顶盖从溢流口流出，形成合格溢流矿浆产品1。
流体运动形式
内、外旋流
内旋流、外旋流是水力旋流器里流体运动中最主要的两种运动形式，它们的旋转方向相同，都是顺时针或者都是逆时针旋转，这决定于进料管切进方向；但这两种旋流运动方向却是相反的，外旋流是自上而下，内旋流是自下而上。
短路流（盖下流）
进入旋流器的料浆，可以视为两相流体，由于离心力和筒体内壁的摩擦阻力共同作用下，其中一小部分受到进料管口（设计缺陷或磨损）、压力、能量损失的影响突然释放，这部分先向上碰到旋流器顶盖再向下运动，最后汇集从内旋流来的溢流柱汇合从溢流口排出，这就是短路流，这部分料浆没有经过分离，直接掺和汇入溢流，是非常有害的。
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