內嵌小錐結構固液分離旋流器磨蝕的數值模擬

盧夢媚，蔣明虎，趙立新，王 皓

1 前言

旋流器是一種高效分離混合介質的設備，由于其結構簡單無相對運動部件、處理量大、操作便捷等優點［1，2］，被石油化工、煤炭發電、工業除塵及環境保護等行業廣泛應用［3～5］。自旋流器使用以來，磨損就受到人們的極大關注，旋流器壁面磨損不但會縮短其整體使用壽命，而且由于關鍵部位尺寸的改變而降低了旋流器的分離效率，使操作性能惡化［6～8］。為了延長旋流器的使用壽命，人們針對旋流器磨損問題進行了大量研究。李坤［9］等從磨損機理出發，較全面地分析了分散相顆粒在旋流器流場中受力情況和影響旋流器磨損的因素。魏耀東以蝸殼式旋流分離器為試驗模型，對磨損量、磨損位置與流動參數之間關系進行研究［10］。許治江根據實際情況，運用理論方法對水力旋流器磨損規律與磨損機理進行了分析［11］，上述研究加深了對旋流器壁面磨損機理的認識，然而，對通過自身結構的改進提高旋流器耐磨性能的研究甚少。本文通過改變旋流器自身結構，在其磨損嚴重部位增設可替換的內嵌小錐，改善旋流器耐磨性能提高，延長整體使用壽命，同時將內嵌小錐設計成可替換的形式也降低了設備成本。

2 結構

混合介質通過切向入口進入旋流器，首先在旋流腔內旋轉，運動路線呈螺旋形，重質相邊向下旋轉邊向邊壁運移。當重質相到達邊壁時，開始對旋流器壁面造成磨蝕，旋流器在圓錐段下半部分磨蝕較為嚴重。……