旋流器选型设计计算

水力旋流器分流比
水力旋流器是一种常见的分离设备，主要用于固液和液液分离。

在水力旋流器中，分流比是一个重要的操作参数。

分流比是指进入旋流器的两种液体（或固体）流量之比。

通常情况下，分流比越大，分离效果越好。

但是，当分流比超过一定值时，分离效果反而会变差。

因此，选择合适的水力旋流器分流比非常重要。

在水力旋流器的设计和操作中，需要根据具体的分离要求来选择合适的水力旋流器分流比。

一般来说，分流比的选择应该根据几个因素来考虑：
1. 进料的性质：包括进料的浓度、粒度分布、密度等。

2. 分离要求：包括分离效率、分离粒度等。

3. 设备类型：不同类型和规格的水力旋器，其最佳分流比可能有所不同。

因此，选择水力旋流器分流比需要根据具体情况来进行，以达到最佳的分离效果。

国内外旋流器技术参数1、澳大利亚重介旋流器流量参数说明：以上数据基于9倍的重介旋流器直径的压力下所得数据。

*表示参考指标，Φ1150重介旋流器的Ep参考值约为0。

022，Φ1300重介旋流器的Ep参考值约为0。

018，选用更大直径的重介旋流器所取得的分选效果要相对好一些。

表中入料固体物流量所对应的介质与煤的体积比为2.5：1,实际选用时应取2.8：1或3：1。

2、国内旋流器2.1无压给料三产品重介质旋流器原理三产品重介质旋流器是由一台圆筒-圆锥型旋流器与一台锥结合型旋流器串联而成。

筒型旋流器呈30°倾斜放置，在上部与筒-锥型旋流器相串接。

介质由筒型旋流器下部沿切线方向给入，原煤则由上部中心管给入。

分选是从低密度进行，低密度的煤由第一段筒型旋流器的下部溢流管排出，中间产品由上部排出，沿切线方向进入第二段筒—锥型旋流器，在该处获得最终中煤和矸石。

从三产品旋流器的第一段不仅可以得到质量高的精煤和稀的重介质，而且可以有效地提高第二段的分选密度。

特点无压给料三产品重介质旋流器可用一种原始密度的悬浮液选出三种产品。

具有入料粒度上限高、处理能力大、分选效率高的特点。

使用无压给料大大简化了选煤厂的工艺配置，设备费用及投资及厂房投资均可大幅度降低.同时无压给料，还降低了设备的运行费用。

适用范围高硫、较难选、难度和极难选原煤主要技术特征2.2有压给料两产品重介质旋流器工作原理在重介质旋流器中的煤与矸石受重力与离心力的作用,当颗粒密度大于悬浮液密度时，所受作用力方向与离心加速度方向相同,颗粒在旋流器介质中做离心运动，集中在外层。

由于干扰下沉作用,紧贴器壁的是大矸石,其次是中等粒度、小粒度矸石汇合形成螺旋运动的矸石带，当矿浆到达锥体部分时离心力急剧增加，形成明显颗粒带。

当颗粒密度小于悬浮液密度时，颗粒在旋流器中作向心运动，并集中在旋流器的中心轴附近，呈螺旋运动形成中煤和精煤带。

当煤浆运动到溢流管时，精煤和中煤被压向溢流管，在此处由于溢流管底部的涡流作用发生了二次分选。

目录目录 (I)摘要 (1)Abstract (2)1 文献综述 (3)1.1 选煤工艺的发展 (3)1.2 重介质选煤的特点及应用 (4)1.3 重介质选煤工艺 (5)1.4 课题选题背景及主要内容 (6)1.4.1 课题选题背景 (6)1.4.2 课题主要内容 (7)2 旋流器基本理论 (8)2.1 重介质旋流器分选机理 (8)2.2 三产品重介质旋流器 (9)2.2.1 三产品重介质旋流器工作原理 (10)2.2.2 三产品重介质旋流器的结构 (10)2.2.3 三产品重介质旋流器的特点 (12)2.2.4 旋流器的工艺调试方法 (14)2.3 重介质选旋流器分选效率 (15)2.3.1 分选效率评定方法 (16)2.3.2 影响重介质旋流器分选效果的因素 (16)3 三产品重介质旋流器选型计算 (18)3.1 旋流器处理能力的确定 (18)3.1.1 理论分析 (18)3.1.2 旋流器处理能力的计算 (22)3.2 悬浮液浓度计算 (23)3.3 重介质旋流器入料方式 (23)3.4 设计洗煤厂规格 (24)3.5 洗煤厂重介质旋流器的选型 (24)4 三产品重介质旋流器的结构设计 (26)4.1 三产品重介质旋流器的主要尺寸 (27)4.2 入料口直径 (27)4.3 溢流口 (28)4.3.1 与生产能力的关系 (28)4.3.2 与分流比的关系 (28)4.3.3 与分离粒度的关系 (29)4.3.4 与分离精度的关系 (29)4.4 二段旋流器锥比 (30)4.5 两段旋流器的间联接管 (30)4.6 底流口 (30)4.6.1 与生产能力的要求 (31)4.6.2 与分离粒度和分离效率的关系 (31)4.6.3 与分流比的关系 (31)5 总结 (32)6 致谢 (33)7参考文献 (34)摘要煤炭是工业的“粮食”，是我国最主要的能源，它占我国能源生产和消耗均在75%以上。

随着采煤机械化程度的提高和地质条件的变化，原煤质量有逐渐恶化的趋势，选煤是提高煤炭质量的最重要手段，是煤炭工业的重要生产环节。

水力旋流器水力旋流器是水力分级设备中的一种。

与筛分设备严格按照几何尺寸分级不同，它是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同进行分级的。

因此分级效果的决定因素有两个方面，一个是自身重量、另一个是形状。

粒度不同的物料，其受到离心力和相对阻挡力不同。

水力旋流器就是根据这个原理，通过提高颗粒的运动速度来实现分级的。

在回转流中颗粒的惯性离心加速度a与同步运动的流体向心加速度方向相反，数值相等。

即：（1-1）式中：r——圆形分选器的半径，m；ω——回转运动的角速度，rad/s；u——回转运动的切向速度，m/s；因此离心力强度为：（1-2）重力选矿中所用的离心力可比重力大数十倍以上，因此大大强化了分选过程。

水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，可以通过调节参数用于分级、浓缩、脱泥。

一它具有结构简单，生产能力大，占地面积小和易于实现自动控制等优点。

现在选煤厂使用的流体分级设备主要为水力旋流器。

一、水力旋流器的结构及工作原理1、水力旋流器的发展据报道，浓缩和脱泥用的水力旋流器最早是在1939-05月发表在世界矿山评论杂志上（比利时里埃芝城），作者德赖森（M.G.Drissen）。

当时被用于浓缩选煤用的黄土悬浮液，结构见图1。

以后经德赖森改进，增设了溢流管。

到1948年传入美国时已具有了现在的结构形式。

我国是在20世纪50年代初开始试验并首先在云锡公司选矿厂获得工业应用。

所有用于分级、浓缩、脱泥的旋流器均是在执行的按颗粒粒度差分离的作业。

给料压力一般在0.06—0.2MPa范围内，在给料口处的流速为5—12m/s。

进入旋流器后由此构成的切线速度将有所降低。

料浆在旋流器内停留时间很短，例如锥觉20°的直径350mm旋流器，内部容积为0.06m³，处理能力为85m³/h,由此可算出料浆在旋流器内的停留时间只有2.5s在如此短的时间内，料浆大约只旋转4—5圈即可排出，而不会象某些资料中介绍的那样做多圈运动（见图2）。

旋流器技术参数表1. 引言旋流器是一种流体处理设备，具有高效的固液分离能力。

它通过创建旋转涡流来分离固体颗粒和液体，广泛应用于多个行业，如矿业、化工、环保等。

本文将介绍旋流器的技术参数，并详细解释每个参数的意义和影响。

2. 技术参数2.1 转速（Rotational Speed）转速是旋流器内部涡旋形成的旋转速度，通常以转/分钟（rpm）为单位。

较高的转速可增加分离效率，但也会增加能耗。

转速的选择应根据具体应用情况和所需的分离效率进行优化。

2.2 进料浓度（Feed Concentration）进料浓度是指进入旋流器的悬浮固体颗粒的质量分数或体积分数。

它常用百分比或质量/体积比表示。

较高的进料浓度可以提高固液分离效率，但也可能增加设备堵塞和磨损风险。

因此，进料浓度应根据具体情况进行权衡。

2.3 出料浓度（Underflow Concentration）出料浓度是指从旋流器底部排出的固体颗粒的质量分数或体积分数。

它也常用百分比或质量/体积比表示。

出料浓度受到进料浓度、转速和设备设计等因素的影响。

较高的出料浓度表示较高的分离效率。

2.4 尺寸范围（Particle Size Range）尺寸范围是指旋流器能够有效分离的固体颗粒的尺寸范围。

通常用最小和最大颗粒直径表示。

旋流器的尺寸范围应根据应用要求选择，并根据进料中颗粒的大小分布进行调整。

2.5 设备尺寸（Dimensions）设备尺寸包括旋流器的直径和高度。

较大的直径和高度可以提供更大的处理能力和更高的分离效率，但也会增加设备成本和占地面积。

因此，根据具体需求，应选择适当的设备尺寸。

2.6 内涵体积比（Conical Length-to-Diameter Ratio）内涵体积比指的是旋流器锥体的长度与直径之比。

较大的内涵体积比可以提供更长的分离时间和更好的分离效果，但也会增加设备压降。

内涵体积比的选择应在权衡分离效果和能耗之间进行。

2.7 进出料接口（Feed and Discharge Ports）进出料接口是旋流器的进料口和出料口。

选择水力旋流器的依据有：①要求处理的矿浆体积Q(m3/h)；②分级粒度(或溢流最大粒度)d(mm)。

首先，根据Q和d确定旋流器的直径D。

一般溢流较粗和生产能力较大时，选用大规格的旋流器，反之采用小规格旋流器。

当要求的生产能力很大而溢流又很细时，可采用小规格的旋流器相并联组成旋流器组。

选择旋流器直径D，可参考表26。

表26 水力旋流器直径D与生产能力Q和分离粒度d的关系旋流器直径D(mm) 平均生产能力Q(m3/h) 溢流最大粒度d(mm) 备注50 1.5～3.5 0～0.050 给矿压力P=9.8×104Pa75 2.5～7.5 0.010～0.060125 7.5～15 0.013～0.080150 12～20 0.019～0.085200 18～30 0.027～0.124250 25～50 0.032～0.125300 45～65 0.037～0.150350 60～90 0.044～0.180500 90～180 0.052～0.240700 200～400 0.074～0.3401000 350～600 0.074～0.400其次，据已确定的旋流器直径(D)，选择其结构参数：溢流管直径(d溢)、沉砂口径(d沉)、给矿口径(d给)、圆柱体高度(H)、溢流管插入深度(h)、锥角(a)，可按以下顺序计算：d溢=(0.2～0.4)Dd沉=(0.2～0.7)d溢d给=(0.4～1.0)d溢H=(0.7～1.6)Dh=(0.5～0.8)Ha=10°～45°(粗粒分级时取大值，细粒分级取小值)。

选择以上参数时结合水力旋流器产品目录中所列技术规格，最终确定旋流器的尺寸。

选矿厂常用数据的计算方法
旋流器给矿浓度计算，需要知道的数据如下
1 旋流器的给矿流量
2 旋流器的溢流流量
3 旋流器的溢流浓度
4 旋流器的沉砂浓度
5 矿石的密度
旋流器的给矿流量=旋流器的沉砂流量+旋流器的溢流流量 这里所述的流量均为体积流量，需要将体积流量转化为质量流量。

矿浆浓度）（矿石密度矿浆浓度体积流量质量流量-11
*+=
根据这个公式可用计算出，旋流器沉砂和旋流器溢流的质量流量，旋流器沉砂和溢流的体积流量通过流量计可用直接得到
沉砂的浓度沉砂的质量流量沉砂的干矿量*=
溢流的质量流量沉砂的质量流量溢流的干矿量
沉砂的干矿量旋流器的给矿浓度++=
给矿的干矿量沉砂干矿量
返砂比=
给矿水流量沉砂的质量流量给矿量沉砂的干矿量
给矿量磨矿浓度+++=
例题如下
多宝山现场，3系列沉砂浓度76%，给矿量285t/h, 旋流器给矿流量1250立/h, 溢流流量600立/h,给矿水30t/h,泵池补加水420t/h,矿石密度为2.72，通过以质量计算相关的参数？
旋流器的给矿流量1250立/h
溢流流量600立/h
沉砂流量650立/h
）（溢流的质量流量%8.37-172.2%8.371
*600+=
溢流的质量流量=792t/h
沉砂的质量流量=1252t/h
溢流的干矿量=792*37.8%=299.6t
沉砂的干矿量=1252*76%=951.52t
旋流器的给矿浓度=（299.6+951.52）/(792+1252)=61.2%
返砂比=951.52/285=3.34
30125228552
.951285+++=磨矿浓度
磨矿浓度为78.91%。

气液旋流器旋转分离器设计
简介
气液旋流器旋转分离器是一种常用于气体和液体分离的设备。

它基于涡旋流的原理，通过旋转的运动将气体和液体分开。

设计原则
在设计气液旋流器旋转分离器时，需要遵循以下原则：
1. 尺寸适当：旋流器的尺寸应根据处理气液体积和流量进行合理设计，以确保充分分离效果；
2. 旋速控制：旋流器的旋转速度需要精确控制，以保持稳定的旋流效果；
3. 分离筒设计：分离筒是气液分离的关键部分，其设计应考虑液体截留和气体排出的效率；
4. 出口设计：分离器的出口应设计成适当的形状，以避免气体和液体再混合。

设计步骤
设计气液旋流器旋转分离器的步骤如下：
1. 确定处理气液体积和流量，计算旋流器的尺寸；
2. 选择旋转装置，并确定旋转速度的控制方式；
3. 设计分离筒，考虑液体截留和气体排出的效率；
4. 设计出口，确保气体和液体的分离效果；
5. 进行模拟或试验验证设计效果。

设计优化
为了优化气液旋流器旋转分离器的设计，可以采取以下措施：
1. 优化旋流器结构，减小压力损失，并提高分离效率；
2. 控制旋转速度的精确性，以适应不同气液体积和流量的处理需求；
3. 使用高效的分离材料和涂层，提高分离效果；
4. 结合数值模拟和实验验证，不断优化设计参数。

总结
气液旋流器旋转分离器设计是一项重要且复杂的工作。

通过遵循设计原则、依次进行设计步骤，并进行优化，可以实现高效、稳定的气液分离效果。

*以上为简要说明，详细设计内容请参考相关资料和专业知识。

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