油水分離用液-固旋流器分離效率比較嚴(yán)格,而且其分選密度偏高,一般只宜用來排除高灰泥質(zhì)和細(xì)粒黃鐵礦;煤泥重介質(zhì)分選煤泥以其分選效率高(分選的可能性偏差EP=0 041~0 078)、對煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)低密度分選、操作方便和易于實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn),深受世界各產(chǎn)煤大國的重視。近幾年來,在國家撥出專款立項(xiàng)開展重點(diǎn)科技攻關(guān)的扶持下,通過科研人員的努力和生產(chǎn)現(xiàn)場的大力協(xié)助,在簡化重介質(zhì)選煤工藝系統(tǒng)、設(shè)備大型化、耐磨材料應(yīng)用及生產(chǎn)過程自動液氣分離的應(yīng)用主要是石油工業(yè)中原油的脫氣,特別是在象海上油田這種空間十分寶貴的地方尤受青睞。英國石油公司率先研制的油-氣分離用水力旋流器具有極高的除氣效率,大大高于通常所用的重力分離器。氣體體積含量占64%的原油經(jīng)該旋流器一次性處理,含氣量可降到5%,且排出的氣體中不含油。英國石油公司已經(jīng)將該結(jié)構(gòu)的旋流器用于原油的脫氣,代替了以往通常使用的大型重力分離器。這種水力旋流器液-氣分離技術(shù)也可器直徑越大,在同種條件下,對礦粒所產(chǎn)生的離心力越小,所以用于分選煤泥的旋流器其直徑必然要比較小才能保證礦粒獲得足夠地離心力。因此,如果要改善細(xì)粒物料的分選效果可以通過減小旋流器的直徑或適度加大入料的壓頭。收礦第環(huán)煤泥重介并不是一個(gè)新概念,在南非、澳大利亞等國已經(jīng)成功應(yīng)用多年,例如建于1957年的比利時(shí)Tertre選煤廠是個(gè)采用重介工藝分選粉煤的選煤廠,在其17年左右的生產(chǎn)期間內(nèi)取得了令人滿意油水分離用液-固旋流器分離效率，需要對旋流器壓力和泵池液位進(jìn)行有效控制，才能達(dá)到較好的生產(chǎn)效果和產(chǎn)品指標(biāo)。由于旋流器壓力和泵池液位都是通過砂泵來進(jìn)行調(diào)節(jié)，即砂泵調(diào)速會同時(shí)影響旋流器壓力和泵池液位兩個(gè)變量，對于這種典型的單輸入多輸出系統(tǒng)，其內(nèi)部存在較多耦合關(guān)系，無法簡單等效成兩個(gè)單輸入-單輸出（SISO）系統(tǒng)進(jìn)行控制，這為控制器設(shè)計(jì)帶來困難。目前在很多選礦過程中，大都通過恒定液位控制或通過增減泵池補(bǔ)加水的方式來恒裝,其中的洗滌作用使顆粒分級具有很高的精度。批處理分級過程完后,從貯砂盒中取出固相物經(jīng)脫水和烘干后進(jìn)行稱重分析,然后經(jīng)過一定的換算便可得出五個(gè)不同Stokes等效粒徑對應(yīng)的質(zhì)量分布率。水力旋流器結(jié)構(gòu)亦被用作浮選柱或壓力浮選旋流器的氣泡發(fā)生器,但實(shí)質(zhì)上這時(shí)只是用到了旋流器結(jié)構(gòu),其內(nèi)原理及流動已大不同于普通旋流器了,在此它不是用作分離設(shè)備而是用作混合設(shè)備。用作氣泡發(fā)生器的旋流器一般臥放或倒置,看出，水力旋流器的零軸向速度包絡(luò)面是不規(guī)則的，整個(gè)軸向速度的分布也不是對稱的。等值線e的局部放大圖作于圖5，a為柱段的局部放大圖；b為多錐段交匯處的局部放大圖；c為小錐段的局部放大圖。從圖中可以清楚地發(fā)現(xiàn)，在蓋下有三個(gè)明顯的軸向等值線中心，小錐段部分也形成一個(gè)等值線中心，在多錐段交匯處有兩個(gè)小的等值線封閉區(qū)域且這兩個(gè)等值線區(qū)域位于同一個(gè)等值線區(qū)域內(nèi)部。由于是采用百分等值線作圖，交匯流器除入口結(jié)構(gòu)不同外,其他結(jié)構(gòu)尺寸盡量保持相同。同時(shí)對每一種物料都做相同條件下的兩種旋流器對比試驗(yàn)。水力旋流器分離過程中的能量損失主要包括流體由進(jìn)料口進(jìn)入旋流器筒體因截面突然擴(kuò)大引起的射流阻力和流體在旋流器內(nèi)的離心力引起的壓力損失。對于切向進(jìn)口旋流器,流體由進(jìn)料口的高速直線流變?yōu)檫M(jìn)入旋流器筒體的高速旋轉(zhuǎn)流,流動狀態(tài)發(fā)生劇烈變化,由于流體和器壁的碰撞沖擊以及流體內(nèi)部的劇烈摩擦作用消耗特性[2]。針對旋流器內(nèi)部流場的分布特性,筆者借助先進(jìn)的激光多普勒測速技術(shù)(LDV)測得了導(dǎo)葉式液-液旋流器內(nèi)部的切向和軸向速度分布特點(diǎn),分析計(jì)算得到切向速度準(zhǔn)自由渦參數(shù)n,并且繪制了軸向零速過渡區(qū)。這為導(dǎo)葉式液-液旋流器的設(shè)計(jì)改進(jìn)及工程應(yīng)用提供了指導(dǎo)和依據(jù)。液-液旋流器LDV測試試驗(yàn)裝置主要由導(dǎo)葉式液-液旋流器模型、液流循環(huán)系統(tǒng)、LDV激光測量系統(tǒng)和流壓測量系統(tǒng)組成,如圖1所示。LDV激光多普勒測速系油水分離用液-固旋流器分離效率煤泥,對1~0 125mm或0 5~0 125mm粒級取得了較好的分選效果;南非也在研究用 l50mm重介質(zhì)旋流器、-10 m占50%的磁性介質(zhì)分選煤泥,但實(shí)踐證明難度很大。國外目前研究的方向是采用大直徑、低壓給料和目前市場可得到的超細(xì)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒的精確分選。2 2 我國煤泥重介的應(yīng)用目前我國重介質(zhì)旋流器選煤的研究與利用已居世界前列,近幾年來煤泥重介旋流器配合大直徑重介質(zhì)旋流器分選煤泥的工藝在南桐、太原、邢臺、雙柳等加而增大。由于水封方式下空氣柱內(nèi)的空氣主要來自對水封式水力旋流器所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明,與大氣排放式水力旋流器一樣,空氣柱直徑隨溢流口直徑的增加而增大,但增加幅度減緩。這與水力旋流器出口被水封有關(guān),出口阻力的增加使得空氣柱直徑隨溢流口直徑增加的幅度減緩。圖5為不同壓力降下水封式旋流器空氣柱直徑與溢流口直徑的關(guān)系。可見,總的來說,空氣柱直徑隨溢流口直徑的增大而增大。但溢流口直徑大于12mm后,空氣與分離效率的關(guān)系.結(jié)果表明,當(dāng)大錐角為26 時(shí),外渦流區(qū)切向速度最靠近中心點(diǎn),內(nèi)渦流區(qū)切向速度沿徑向的速度梯度變化不大,可降低液滴的剪切破碎;旋流器軸心處油相體積分?jǐn)?shù),混合介質(zhì)中油相體積分?jǐn)?shù)達(dá)到95.0%,在壁面附近油相體積分?jǐn)?shù)很小,此時(shí)水力旋流器的分離效果較好,可為井下油水分離旋流器的結(jié)構(gòu)yh設(shè)計(jì)提供指導(dǎo).油水分離用水力旋流器是利用油水兩相液體間密度差,通過離心力作用而實(shí)現(xiàn)油水分離的設(shè)備油水分離用液-固旋流器分離效率下自由沉降；隨固體濃度的增大，顆粒之間的相互作用逐漸影響到固液兩相間的運(yùn)動，從而顆粒發(fā)生干涉沉降；若顆粒濃度繼續(xù)增大到某一臨界值以上（例如體積濃度大于），固液兩相間的相互作用可能退據(jù)次要地位，而顆粒間的相互碰撞則成為顆粒受力的主要來源，這時(shí)整個(gè)體系的運(yùn)動稱之為顆粒流。對水力旋流器來說，依應(yīng)用場合的變化以及旋流器內(nèi)流動區(qū)域的不同，上述三種狀態(tài)有可能分別或同時(shí)存在。在自由沉降條件下

聚氨酯彈性體制作旋流器具有耐腐蝕、抗老化、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，有利于室外及野外作業(yè)。在石油鉆探作業(yè)中，使用旋流器除砂與脫泥，對鉆井泥漿凈化。旋流器是一個(gè)帶有圓柱部分的錐形容器。錐體上部內(nèi)圓錐體部分叫液腔。圓錐體外側(cè)有一進(jìn)液管，以切線方向和液腔連通

h范圍內(nèi)時(shí),分離效率變化不大,這一結(jié)論與Young等[5]的研究結(jié)果基本吻合。上述3式曲線擬合的相關(guān)系數(shù)均在98%以上,說明旋流器各段的壓力降也與入口流量成顯著的指數(shù)關(guān)系。其中,小錐段壓力降與入口流量之間的關(guān)系指數(shù),進(jìn)口、旋流腔及大錐段的壓力降次之,直管段壓力降與入口流量之間的關(guān)系指數(shù)最小,即隨著入口流量的增加,$p2增加得最快,其次是$p1,$p3增加得最慢。從圖6及式(9)、(10)還可看出,$p1與入口流量之間池液位超過上限，將導(dǎo)致礦漿外流；如果泵池液位低于下限，將導(dǎo)致渣漿泵進(jìn)氣造成事故[2]，為避免出現(xiàn)以上情況，需要對渣漿泵進(jìn)行調(diào)速，而這將對旋流器工作壓力穩(wěn)定造成一定影響，因此旋流器工作壓力和泵池液位之間形成一對矛盾關(guān)系，為了緩解這種矛盾，程度上保證生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行，取得的經(jīng)濟(jì)效益，需要綜合考慮旋流器壓力和泵池液位兩個(gè)變量來調(diào)節(jié)砂泵轉(zhuǎn)速。對于旋流器分級作業(yè)這樣一個(gè)單輸入-雙輸出系油水分離用液-固旋流器分離效率