碟式離心機內流場及固液兩相分離過程的研究

范鳳山，袁惠新，付雙成

(常州大學，江蘇常州 213016)

碟式離心機內流場及固液兩相分離過程的研究

范鳳山，袁惠新，付雙成

(常州大學，江蘇常州 213016)

以碟式離心機為研究對象，建立了其轉鼓內20層碟片間隙以及沉渣區域的三維物理模型，用流體分析軟件FLUENT對轉鼓內固液兩相分離過程進行了數值模擬，并進行了分離效果的試驗驗證。結果顯示，周向速度上，固液兩相速度基本相同，在碟片間隙液體相對碟片滯后小，轉鼓沉渣區域液體運動相對轉鼓滯后較大，且滯后程度隨轉鼓轉速的增加而增加；固液兩相在徑向上存在速度差；模擬得到的轉鼓內最大離心液壓比理論計算得到的結果??；碟片進料顆粒濃度逐層降低，碟片排液口濃度也逐層減??；在碟片進料孔附近會出現進料分布不均的現象；兩相分離效率隨著轉鼓轉速增加而提高；試驗測得的分離效果與模擬結果較為吻合。研究結果對碟式離心機轉鼓的有限元分析以及分離過程的優化具有指導意義。

碟式離心機；數值模擬；固液兩相分離；分離效率

1 前言

碟式離心機的分離效率高、處理量大，特別是針對一些密度差小、粒徑小的物料有較為出色的分離效果，現已廣泛應用于石油、化工、醫藥、食品等行業[1～4]。在碟式離心機內，物料依靠離心力來實現不同相之間的分離，但在距離很小的碟片間隙內，流體在高速旋轉下進行運動，是一種比較復雜的物理現象，單純用理論很難描述這些現象，而一些試驗也是基于單層碟片間隙流動得到的結果，近年來，隨著計算流體力學(CFD)技術的迅速發展，為碟式離心機的研究提供了重要研究途徑。……