水力旋流器处理量、分离粒度和沉砂口直径计算

一、输入参数：（在淡绿色的格子内输入数据）日处理量：1200d/t小时处理量：50d/t给矿浓度：45%溢流浓度：30%底流浓度：矿石比重 2.9矿浆比重 1.42矿浆时流量：235.06m3/h 日流量：5641.38m3/d 循环量：旋流器锥角：20°旋流器直径：500mm单台能力：220m3/h1219cm 188cm 旋流器压力：0.15Mpa 292.20m3/h；共需台数：1.33台43.35μm二、旋流器计算(1)选择旋器直径，计算旋流器体积处理q V =292.20m3/hKa=0.995K D =0.824d f ——给矿口当量直径，cmd f =17.04b、h——分别为给矿口宽度和高度，cm;旋流器溢流管、沉砂管直径旋流器给矿口宽、高 式中 q V ——按给矿体积计的处理量，m 3/h;K a ——水力旋流器锥角修正系数；K D ——水力旋流器直径修正系d95溢流上限粒度 ：单台旋流器计算处理能力：旋流器选型设计p o ——旋流器给矿口工作压力，MPa; d o ——溢流管直径，cm;D——旋流器筒体直径，cm.(2)按样体给出的范围确定沉砂口直径，并验算其单位截面积负荷(按固体量计)，使其在0.5~2.5t/(cm 2·h)范围内。

(3)计算旋流器实际需要的给矿压 (4)计算溢流上限粒度d 95,使其满足溢流粒度的要求。

旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系可参见表2。

d 95=43.35粒级/μm-7410203040506070-40 5.611.317.32431.539.548-2013172326上限粒度，d 95430320240180含量/% 式中 d 95——溢流上限粒度，μm;C f ——给矿重量浓度，%； d u ——沉砂口直径，cm;ρ——矿浆中固体物料密度，t/m3; D、d o 、p o 、K D 、——同式(1).表2 旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系公式：R = [δ（δn －1）／δn （δ－1）]×100%60%矿浆浓度R=0.45；矿比重δ= 2.9δn=1.4180933公式：浓度R =0.45；干矿重Q=1200矿浆比重δn =1.42a=1880.46a=Q/Rδn 输入变量：求： 矿浆比重 δn？ 已知：，矿浆浓度 R， 矿比重δ即：δn=δ/（R（1-δ）+δ）输入变量：求： 矿浆量a m3 ？ 已知：矿浆浓度R，干矿重Q t； 矿浆比重量之间关系8090955871.580.53546551409474。

水力旋流器的选择与计算一、水力旋流器的选择水力旋流器广泛用于分级、脱泥、脱水等作业。

其主要优点是结构简单、本身无运动部件、占发面积小；在分级粒度较细的情况下，分级效率较螺旋分级机高。

其主要缺点是给矿需泵扬送，电耗较高；操作比螺旋分级机复杂。

水力旋流器适宜分级粒度范围一般为0.3~0.01mm。

水力旋流器的规格取决于需要处理的矿量和溢流粒度要求。

当需要处理的矿量大、溢流粒度粗时，选择大规格水力旋流器；反之宜选用小规格水力旋流器。

在处理矿量大又要求溢流粒度细时，可采用小规格水力旋流器组。

旋流器的结构参数和操作参数对溢流粒度及分级效果有较大影响，选用时应认真考虑。

旋流器的主要结构参数与旋流器直径D的关系，一般范围；给矿口当量直径d f=(0.15~0.25)D; 溢流管直径d o=(0.2~0.4)D;沉砂口直径d u=(0.06~0.20)D;锥角a≤20°.进口压力是水力旋流器的主要参数之一，通常为49~157kPa(0.5kgf/cm2~1.6kgf/cm2).进口压力与溢流粒度的一般关系见表1。

表1 进口压力溢流粒度一般关系表溢流粒度d95/min 0.59 0.42 0.30 0.21 0.15 0.10 0.074 0.037 0.019 0.010进口压力/kPa(kgf/cm2) 29.40.3490.539~78(0.4~0.8)49~98(0.5~1.0)59~118(0.6~1.2)78~137(0.8~1.4)98~147(1.0~1.5)118~167(1.2~1.7)147~196(1.5~2.0)196~245(2.0~2.5)二、水力旋流器计算水力旋流器的计算多采用如下两种方法。

A 原苏联波瓦罗夫(JIoBapoB)计算法波瓦罗夫计算法的主要步骤和计算公式如下：(1)选择旋器直径，计算旋流器体积处理量和需要台数。

体积处理量按下式计算式中 q V——按给矿体积计的处理量，m3/h;K a——水力旋流器锥角修正系数；当a=10°时，K a+1.15;当a=20°时，K a=1.0;K D——水力旋流器直径修正系数；d f——给矿口当量直径，cmb、h——分别为给矿口宽度和高度，cm;p o——旋流器给矿口工作压力，MPa;d o——溢流管直径，cm;D——旋流器筒体直径，cm.(2)按样体给出的范围确定沉砂口直径，并验算其单位截面积负荷(按固体量计)，使其在0.5~2.5t/(cm2·h)范围内。

FXJ-500聚氨酯水力旋流器使用说明书一、设备说明1、本产品系按中华人民共和国专业标准DZ/T 0194-1997制造。

2、本产品具有如下结构参数：型号：FXJ-500类型：I内径：500mm柱体高：350mm给矿口当量直径：130mm给矿方式：左右旋溢流口直径：140mm（设计：140、150、160、180mm四种）沉砂口直径：50mm（设计：35、50、70、90、110mm五种）锥角：20°分离粒度：74～200um允许最大给料粒度：10mm给料压力：0.03～0.3 Mpa处理能力（m3/h）与溢流口径和给料压力成正比，当给料压力为0.1Mpa，溢流口径为150mm时，处理能力为220m3/h。

3、本产品用聚氨酯弹性体材料制作（部分产品外镶铝壳），具有耐磨性强，重量轻，不为酸、碱、盐溶液腐蚀，不易老化，不易锈蚀等优点。

但不应在高温条件下工作。

4、本产品适用于含固体泥浆（包括低粘度溶液）的颗粒分级、浓缩、脱泥及水质净化作业，可用于选矿厂的闭路磨矿分级，尾砂输送或用于井下填充、筑坝时的浓缩，非金属矿及化工原料的粉体制备，油田钻井泥浆的除碴净化，环保废水处理。

二、设备调整、使用1、旋流器安装完毕，应当用水加压进行试验，在前表所列额定压力下，确认无渗漏后，方可投料进行生产。

2、聚氨酯旋流器的使用温度不得大于80℃，最低不得小于－30℃。

3、旋流器给料中固体颗粒最大不得超过给矿口窄边宽度的1/10，如有较多过粗颗粒应预先筛除。

4、旋流器的单台处理能力按下式近似计算：Q=0.98 KD · dg · dy(10P)1/2 m3/hdg----给料口当量直径，dg=｛4/π(1·b)｝1/2 cm；dy----溢流口直径 cm；P-----给料口压力 Mpa；KD----旋流器直径修正系数；KD=0.8＋1.2/(1＋0.1D)；5、单台旋流器的生产能力在小范围内可以通过改变溢流管直径或给料压力予以调整，若与生产能力要求相差很大（如一倍以上），即应改换旋流器规格。

3.4水力旋流器分级原理水力旋流器最早在20世纪30年代末在荷兰出现。

水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，并也用于浓缩、脱水以致选别。

它的构造很简单，如图3-16(a)、(b)所示。

主要是由一个空心圆柱体1和圆锥2连接而成。

圆柱体的直径代表旋流器的规格，它的尺寸变化范围很大，由50 mm到1000 non，通常为125~500 oun。

在圆柱体中心插入一个溢流管5，沿切线方向接有给矿管3，在圆锥体下部留有沉砂口4。

矿浆在压力作用下，沿给矿管给入旋流器内，随即在圆筒臃器壁限制下作回转运动。

粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出攻为沉砂。

细颗粒向器壁移动舶速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。

水力旋流器是一种高效率的分级、脱泥设备，由于它的构造简单，便于制造，处理量大，在国内外已广泛使用。

它的主要缺点是消耗动力较大，且在高压给矿时磨损严重。

采用新的耐磨材料，如硬质合金、碳化硅等制作沉砂口和给矿口的耐磨件，可部分地解决这一问题。

此外，当用于闭路磨矿的分级时，因其容积小，对矿量波动没有缓冲能力，不如机械分级机工作稳定。

3.4.2水力旋流器分级原理为明了矿物颗粒在旋流器内的分离过程，有必要先说明液流的运动特性。

矿浆给入旋流器后呈螺旋线状，一面回转一面向中心推移，最后由上下两端排出，如图3-17所示。

矿浆的这种流动属于空间运动体系，为此要查明液流的速度分布，须将旋流器内任一点的速度分解为三个互相垂直的方向，即切线方向、径向方向和平行于轴线的方向。

盖勒萨尔(D.F.Kel阻Ⅱ，1952年)曾以内径76 nun的透明水力旋流器，用光学方法观测加入水中的铝粉运动速度，在给水量约为50 L/min条件下，得到了下述三个方向速度的变化规律。

3.4.2.1切向速度分布及旋流器内压强变化3.4.2.2径向速度分布及颗粒粒度沿径向排列3.4.2.3轴向速度u.的分布及对分级粒度的影响液体进入旋流器的初期沿轴向的运动方向基本是向下的，但由于下面的流动断面愈来愈小，内层矿浆即转而向上流动。

钟式旋流沉砂池设备结构及工作原理：该套设备由叶轮、转动轴、电动机、减速器和吸砂系统等部分组成；另外在排沙管与砂泵之间安装一个闸阀，砂泵出口处用管道链接至砂水分离器上部进水口。

其工艺布置见图1：由于叶轮旋转时将使池中污水做旋转运动，加上因污水切向进入产生与叶轮一致的旋流，池中的污水形成涡流形态，在适当的叶浆倾角和线速度的条件下，污水中的沙粒将受到冲刷并仍最佳的沉淀效果而原来附着在沙粒上的有机物质及重量不同的物质随污水一同流出，另外由于叶轮的旋转，减少了旋流沉砂池因进水量变化导致流态变化的敏感程度，因此保证了沉沙池效果的稳定，出沙的有机成分。

4.设计参数和要点水力表面负荷约为150~200 m3/(㎡.h)最大设计流量时的停留时间不小于30s有效水深1～2m ，池径与池深比为2.0～2.5m 进水渠道流速：在最大流量的40％～80％的情况下为0.6～0.9m/s ，在最小流量时大于0.15m/s ，在最大流量时不大于1.2m/s 进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并不小于4.5m 出水渠道与进水渠道的夹角大于270°，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到除砂的目的。

（1）沉砂池座数：1座（2）设计流量：Q=0.183m3/s（3）进水流速：1v =0.7m/s ；（4）表面负荷：q=180m3/(㎡.h)（5）水流停留时间：t=35s（6）单位污水量沉淀的悬浮沉砂量：X=3036310/m m（5）出水渠的宽度为进水渠的两倍。

出水渠的直线段要相当于出水渠的宽度。

二．钟式沉砂池的设计计算：处理水量的确定：Q=0.183s m /31. 沉砂池的直径式中： Q —设计流量，s m /3；'q —表面负荷，)/(23h m m ∙；则 )(16.218036004183.0m D =⨯⨯⨯=π,设计中取D=2.5m 2. 沉砂池有效水深式中： t —水力停留时间，设计中取t=35s则 225.235183.04⨯⨯⨯=πh =1.30(m) 3.沉砂室所需容积式中: Q—平均流量，s m /3； X —城市污水沉砂量，36310/m m ,污水一般采用3036310/m m 污水；T —清除沉砂的时间,间隔设计中取T=3d 。

旋流沉砂池计算范文1.设计参数：-进水流量：Q（m3/h）-旋流沉砂池直径：D（m）-水道直径：d（m）- 进水浓度：Cin（mg/L）- 出水浓度：Cout（mg/L）-出水泥浆含固率：η（%）- 污泥比重：σs（kg/m3）-污泥比重和水的比膨胀系数：γs2.计算理论分离颗粒直径：-设计颗粒摩擦速度：Vf（m/s）-设计旋流池内水流速度：V（m/s）-设计泥床厚度：h（m）-出水的泥床剖面流速：Vs（m/s）-出水的泥床剖面角度：α（°）3.计算设计旋流池直径：-设计泥床截面积：A（m2）-设计泥床剖面的直径：d1（m）-设计底部的泥水分离区域的面积：A1（m2）-设计底部的泥水分离区域的直径：d2（m）4.计算进水流量：- 进水流量Q（m3/h）= 出水流量Qout（m3/h）+ 污泥流量Qs（m3/h）5.计算出水流量：- 出水流量Qout（m3/h）= 进水流量Qin（m3/h）- 污泥流量Qs （m3/h）6.计算污泥流量：- 污泥流量Qs（m3/h）= 进水流量Qin（m3/h）* (Cin - Cout) / (η * σs * γs)7.计算设计泥床截面积：-设计泥床截面积A（m2）=污泥流量Qs（m3/h）/(Vs*h)8.计算出水的泥床剖面流速：-出水的泥床剖面流速Vs（m/s）=0.798*Vf/(1.22+α*0.41)9.计算出水的泥床剖面角度：-出水的泥床剖面角度α（°）=57.24*h/D10.计算设计底部的泥水分离区域的面积：-设计底部的泥水分离区域的面积A1（m2）=0.785*(d2^2-d1^2)11.计算设计底部的泥水分离区域的直径：-设计底部的泥水分离区域的直径d2（m）=D+1.5通过以上计算方法，可以得到旋流沉砂池的相关参数，以便进行设计和操作。

请注意，在实际应用过程中，可能还需要考虑其他因素，如水质、废水特性、维护等，以便确保旋流沉砂池的高效运行和良好的处理效果。

根据分级粒度计算水力旋流器直径的半经验算法庞学诗【摘要】水力旋流器的技术规格(直径)是设备选型计算中的主要内容,是比较难以确定的主要参数之一.介绍了一种新型的、根据分级粒度计算水力旋流器直径的半经验计算法,该方法具有计算过程简便、计算结果直观可靠等优点,可为准确地设计选型提供依据.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】3页(P46-47,117)【关键词】分级粒度;基本直径;分级粒度计算法【作者】庞学诗【作者单位】中南大学【正文语种】中文【中图分类】TD4541 方法本法的理论基础是作者提出的“组合螺线涡或由其简化的组合涡是水力旋流器分离过程进行的特有流体运动形式,其中的最大切线速度轨迹面就是它的自然分离面”学说,在最大切线速度轨迹分级粒度计算法的基础上,结合其最佳几何相似关系,经过归纳整理建立的半经验水力旋流器基本直径计算方法 ,即:式中,DJ为水力旋流器基本直径,cm;dm为分级粒度,μm,分级粒度通常是由矿石可选性研究提供,即95%物料通过的最大粒度,对于常用细度 (-200目含量)和中硬矿石而言,可按图 1选用;δ为矿石密度,t/m3;△Pm为旋流器给矿压力,MPa,它是由分级粒度大小决定,就其分级粒度而言它是一组域值,即压力域,通常可按图 2取其平均值进行计算;ρm为给矿浆密度,t/m3;μm为给矿矿浆粘度,Pa·s。

图1 分级粒度与 -200目含量的关系其中:ρm可由式 (2)直接算出:式中,Ciw为给矿矿浆的质量浓度,用小数表示,亦可按图 3直接选用;μm同组成给矿矿浆的固体颗粒粒度和形状有关,就常用的给矿粒度和形状而言,可用式 (3)求出:式中,μ为水在24℃时的粘度,1MPa.s;Civ为给矿矿浆的体积浓度,由式 (4)算出:为方便起见,亦可按图 4直接查取。

根据式 (1)算出的旋流器直径为基本直径,基本直径并非设计所需旋流器的标准 (实用)直径,但可以此为据从旋流器系列产品的技术性能表中选取与其相近的直径,即设计所需旋流器的标准 (实用)直径,同该相近直径相应的结构参数就是设计所需旋流器的实用参数。

3.4水力旋流器分级原理水力旋流器最早在20世纪30年代末在荷兰出现。

水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，并也用于浓缩、脱水以致选别。

它的构造很简单，如图3-16(a)、(b)所示。

主要是由一个空心圆柱体1和圆锥2连接而成。

圆柱体的直径代表旋流器的规格，它的尺寸变化范围很大，由50 mm到1000 non，通常为125~500 oun。

在圆柱体中心插入一个溢流管5，沿切线方向接有给矿管3，在圆锥体下部留有沉砂口4。

矿浆在压力作用下，沿给矿管给入旋流器内，随即在圆筒臃器壁限制下作回转运动。

粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出攻为沉砂。

细颗粒向器壁移动舶速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。

水力旋流器是一种高效率的分级、脱泥设备，由于它的构造简单，便于制造，处理量大，在国内外已广泛使用。

它的主要缺点是消耗动力较大，且在高压给矿时磨损严重。

采用新的耐磨材料，如硬质合金、碳化硅等制作沉砂口和给矿口的耐磨件，可部分地解决这一问题。

此外，当用于闭路磨矿的分级时，因其容积小，对矿量波动没有缓冲能力，不如机械分级机工作稳定。

3.4.2水力旋流器分级原理为明了矿物颗粒在旋流器内的分离过程，有必要先说明液流的运动特性。

矿浆给入旋流器后呈螺旋线状，一面回转一面向中心推移，最后由上下两端排出，如图3-17所示。

矿浆的这种流动属于空间运动体系，为此要查明液流的速度分布，须将旋流器内任一点的速度分解为三个互相垂直的方向，即切线方向、径向方向和平行于轴线的方向。

盖勒萨尔(D.F.Kel阻Ⅱ，1952年)曾以内径76 nun的透明水力旋流器，用光学方法观测加入水中的铝粉运动速度，在给水量约为50 L/min条件下，得到了下述三个方向速度的变化规律。

3.4.2.1切向速度分布及旋流器内压强变化3.4.2.2径向速度分布及颗粒粒度沿径向排列3.4.2.3轴向速度u.的分布及对分级粒度的影响液体进入旋流器的初期沿轴向的运动方向基本是向下的，但由于下面的流动断面愈来愈小，内层矿浆即转而向上流动。

水力旋流器
水力旋流器是用于分离去除污水中较重的粗颗粒泥砂等物质的设备。

有时也用于泥浆脱水。

分压力式和重力式两种，常采用圆形柱体构筑物或金属管制作。

水靠压力或重力由构筑物（或金属管）上部沿切线进入，在离心力作用下，粗重颗粒物质被抛向器壁并旋转向下和形成的浓液一起排出。

较小的颗粒物质旋转到一定程度后随二次上旋涡流排出。

编辑本段水力旋流器简史
水力旋流器最早在20世纪30年代末在荷兰出现.水力旋流器是利用回转流进行分级的设备,并也用于浓缩,脱水以致选别,它的构造很简单,主要是由一个空心圆柱体l和圆锥2连接而成.圆柱体的直径代表旋流器的规格.它的尺寸变化范围很大,由50mm到1000mm,通常为125-500mm.在圆柱体中心插入一个溢流管5,沿切线方向接有给矿管3,在圆锥体下部留有沉砂口4.矿浆在压力作用下,[1]?沿给矿管给入旋流器内,随即在圆筒形器壁限制下
作回转运动.粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁,并逐渐向下流动由底部排出成为沉砂.细颗粒向器壁移动的速度较小,被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管流出,成为溢流.
水力旋流器是一种高效率的分级,脱泥设备,由于它的构造简单,便于
制造,处理量大,在国内外已广泛使用.它的主要缺点是消耗动力较大,且在高压给矿时磨损严重.采用新的耐磨材料,如硬质合金,碳化硅等制作沉砂
口和给矿口的耐磨件,可部分地解决这一问题,此外,当用于闭路磨矿的分级时,因其容积小,对矿量波动没有缓冲能力.不如机械分级机工作稳定.。