新型多孔溢流管式水力旋流器的研究

本文以传统的脱油型液-液水力旋流器为基础，针对其细小油滴去除差以及受短路流和循环流影响大的缺点，优选溢流管结构，提出了加大溢流管的伸入长度，并在溢流管侧壁开孔的新结构。从这一设计理念出发，提出了三种新型多孔溢流管式水力旋流器，即柱形溢流管水力旋流器、柱锥形溢流管水力旋流器和锥形溢流管水力旋流器。通过数值模拟方法，对比分析三种新型水力旋流器的流场特性及分离特性，以底流净化效果、分离效率为主要指标，选定对锥形溢流管水力旋流器进行具体结构尺寸的优选研究，确定锥形溢流管水力旋流器的主体结构形式。 本文首先从流体的流动规律着手，理论上分析了锥形溢流管水力旋流器内部流场的速度场分布和压力场分布规律。在锥形溢流管水力旋流器主体结构的基础上，又对小孔分布形式做了细致的研究，提出了八种研究方案，分别研究了小孔的八种分布形式，通过对比分析，选出具有代表性的四种小孔分布形式的新型多孔溢流管式水力旋流器进行室内实验研究。 通过室内实验研究，将实验数据同数值模拟结果进行了比较。发现四种新型多孔溢流管式水力旋流器的模拟值与实验值的变化趋势基本一致，且底流的净化效果很好，得到了较高的分离效率，从而验证了数值模拟方法的可行性以及新型多孔溢流管式水力旋流器结构设计的合理性。 本文的工作是对脱油型液-液水力旋流器的一个创新，为进一步开展油水分离用水力旋流器的设计提供了一定的理论基础和借鉴。