旋流器选型设计计算
旋流器参数的合理选择
式中 d50 c 为校正分离粒度 μ , m ; Dc 为旋流器柱体直径 , cm ; Cv 为给矿体积浓度 , % ; P 为给矿压力 , kPa ;δ 为
3 3 矿石密度 ,gΠ cm ;ρ为介质密度 ,gΠ cm 。 δ、 ρ,对 P 可以做实际的假设 ,一般情况 已知 Cv 、 下 ,旋流器的工作压力 P 为 50～200 kPa ( 相当于0. 5～ 2. 0个工程大气压) ,利用上式得到的旋流器直径 Dc 与
随着金属矿山对分级 、 脱泥 、 脱药工序的日益重 视 ,旋流器在我国铁矿 、 铜矿 、 铅锌矿等矿山得到越来 越广泛的应用 。旋流器是提高磨矿细度 、 提高磨机处 理能力的有效手段之一 。但在传统的观念中 , 旋流器 处在辅助设备的位置 ,因此如何正确选择 、 布置 、 使用 、 维护旋流器并没有得到足够的重视 , 以致旋流器经常 处于不正常工作状态 ,既影响磨机的处理量 ,也影响后 续工序的作业指标 。
第6期
孙肇淑等 : 旋流器参数的合理选择
39
3) Lilge 公式
d50 =
39 Di
Dc Di 0. 8 (1 ) Dc
Hale Waihona Puke 0. 871. 13
μ( 1 - R ) ) hf Q (δ - ρ
0. 5
E量 =
( 3)
α- θ 2 β - θ ×10 %
( 13)
0. 66
以上各式中 , d50 为分离粒度 ; d50 c 为校正分离粒度 ; Dc 为旋流器柱体直径 ; Di 为给矿口当量直径 ; Cv 为给矿 体积浓度 ; hf 为溢流管底部到沉砂嘴上部的距离 ; R 为水流分配比 ; Q 为单台旋流器的处理能力 ; K 为系 数 ;α为锥角 ;δ为矿石密度 ;ρ为介质密度 ;μ 为介质 动力粘度 ; P 为给矿压力 。 2. 2 单台处理能力 单台处理能力主要和旋流器的柱体直径、 溢流管 直径 、 给矿口当量直径 、 压力 4 个参数有关 。常用的计 算公式有 :
水力旋流器分流比
水力旋流器分流比
水力旋流器是一种常见的分离设备，主要用于固液和液液分离。
在水力旋流器中，分流比是一个重要的操作参数。
分流比是指进入旋流器的两种液体（或固体）流量之比。
通常情况下，分流比越大，分离效果越好。
但是，当分流比超过一定值时，分离效果反而会变差。
因此，选择合适的水力旋流器分流比非常重要。
在水力旋流器的设计和操作中，需要根据具体的分离要求来选择合适的水力旋流器分流比。
一般来说，分流比的选择应该根据几个因素来考虑：
1. 进料的性质：包括进料的浓度、粒度分布、密度等。
2. 分离要求：包括分离效率、分离粒度等。
3. 设备类型：不同类型和规格的水力旋器，其最佳分流比可能有所不同。
因此，选择水力旋流器分流比需要根据具体情况来进行，以达到最佳的分离效果。
重介选煤厂用重介质旋流器的结构参数
du K d 0
QU = Q 0
3
(4-8)
式中 dU—— 旋流器底流口直径; d0—— 旋流器溢流口直径; QU——旋流器底流量； Q0——旋流器溢流量； K——系数，可取 1.1。 同一密度工作悬浮液进入旋流器后， 由于锥比不同， 形成的分选密度也不同。 锥比越小， 分选密度越高；反之，越低。 因此，确定旋流器的锥比时，首先应考虑入选原煤的性质、工作悬浮液的流变特性等。 当入选原煤属于难选煤时，锥比宜选小一点。反之，锥比宜大一点。一般在重介质旋流器选 煤时，其锥比在 0.5～0.8 范围内选用。在工业生产中，旋流器底流口或溢流口被磨损后， 造成锥比变化，若不及时更换，其分选效果将显著下降。生产经验证明：旋流器底流口和溢 流口直径，由于磨损而增大的部分不能超过原来直径的 3%，最好在 2%以下。 8.旋流器圆锥角的影响 8.旋流器圆锥角的影响 随着旋流器锥角的增大，被选物料在旋流器中的实际分离密度迅速增大，但锥角增到 80°后，变化显著变小，而选煤效率急剧下降，如图 4-4。
图 4-4 锥角与分离密度及效率的关系 9.重介质旋流器的安装角 9.重介质旋流器的安装角 不同结构类型的重介质旋流器安装角有不同的要求， 主要出于工艺的需要， 以及有利于
3
F1 = k '
d 3H (δ − ∆) g D
(4-3)
而矿粒在旋流器内分离的时间 t'与旋流器的半径 Rx 的三次方成正比，即：
t' =
6µ 3 Rχ 2 d (δ − ∆)c
2
(4-4)
上述两公式都说明矿粒在重介质旋流器内分离时， 与旋流器的直径有密切关系。 对分选 小粒度物料，宜采用小直径旋流器，以获得比大直径旋流器较高的离心力。但是，小直径旋 流器的入选上限小，一般入选上限为： dmax≤0.06～0.08D (4-5) 式中 dmax——旋流器入选最大粒度上限； D——旋流器的直径。 要扩大旋流器的入选粒度上限，只有扩大旋流器的直径。要保证小粒级物料得到有 效分选，需要提高旋流器入料的压头。 根据有关文献和作者对直径 100～700mm 重介质旋流器分选>0.5mm 级原煤的离心系 [13,18] 数和旋流器直径相关性的研究结果 ，在入料压头为（9-10）D 下，旋流器的离心系数和 旋流器直径的关系进行试验结果， （见图 2-8） 。
国内外旋流器技术参数
国内外旋流器技术参数1、澳大利亚重介旋流器流量参数说明：以上数据基于9倍的重介旋流器直径的压力下所得数据。
*表示参考指标，Φ1150重介旋流器的Ep参考值约为0。
022，Φ1300重介旋流器的Ep参考值约为0。
018，选用更大直径的重介旋流器所取得的分选效果要相对好一些。
表中入料固体物流量所对应的介质与煤的体积比为2.5：1,实际选用时应取2.8：1或3：1。
2、国内旋流器2.1无压给料三产品重介质旋流器原理三产品重介质旋流器是由一台圆筒-圆锥型旋流器与一台锥结合型旋流器串联而成。
筒型旋流器呈30°倾斜放置，在上部与筒-锥型旋流器相串接。
介质由筒型旋流器下部沿切线方向给入，原煤则由上部中心管给入。
分选是从低密度进行，低密度的煤由第一段筒型旋流器的下部溢流管排出，中间产品由上部排出，沿切线方向进入第二段筒—锥型旋流器，在该处获得最终中煤和矸石。
从三产品旋流器的第一段不仅可以得到质量高的精煤和稀的重介质，而且可以有效地提高第二段的分选密度。
特点无压给料三产品重介质旋流器可用一种原始密度的悬浮液选出三种产品。
具有入料粒度上限高、处理能力大、分选效率高的特点。
使用无压给料大大简化了选煤厂的工艺配置，设备费用及投资及厂房投资均可大幅度降低.同时无压给料，还降低了设备的运行费用。
适用范围高硫、较难选、难度和极难选原煤主要技术特征2.2有压给料两产品重介质旋流器工作原理在重介质旋流器中的煤与矸石受重力与离心力的作用,当颗粒密度大于悬浮液密度时，所受作用力方向与离心加速度方向相同,颗粒在旋流器介质中做离心运动，集中在外层。
由于干扰下沉作用,紧贴器壁的是大矸石,其次是中等粒度、小粒度矸石汇合形成螺旋运动的矸石带，当矿浆到达锥体部分时离心力急剧增加，形成明显颗粒带。
当颗粒密度小于悬浮液密度时，颗粒在旋流器中作向心运动，并集中在旋流器的中心轴附近，呈螺旋运动形成中煤和精煤带。
当煤浆运动到溢流管时，精煤和中煤被压向溢流管，在此处由于溢流管底部的涡流作用发生了二次分选。
毕业设计（论文）-重介质选煤三产品重介质旋流器设计
目录目录 (I)摘要 (1)Abstract (2)1 文献综述 (3)1.1 选煤工艺的发展 (3)1.2 重介质选煤的特点及应用 (4)1.3 重介质选煤工艺 (5)1.4 课题选题背景及主要内容 (6)1.4.1 课题选题背景 (6)1.4.2 课题主要内容 (7)2 旋流器基本理论 (8)2.1 重介质旋流器分选机理 (8)2.2 三产品重介质旋流器 (9)2.2.1 三产品重介质旋流器工作原理 (10)2.2.2 三产品重介质旋流器的结构 (10)2.2.3 三产品重介质旋流器的特点 (12)2.2.4 旋流器的工艺调试方法 (14)2.3 重介质选旋流器分选效率 (15)2.3.1 分选效率评定方法 (16)2.3.2 影响重介质旋流器分选效果的因素 (16)3 三产品重介质旋流器选型计算 (18)3.1 旋流器处理能力的确定 (18)3.1.1 理论分析 (18)3.1.2 旋流器处理能力的计算 (22)3.2 悬浮液浓度计算 (23)3.3 重介质旋流器入料方式 (23)3.4 设计洗煤厂规格 (24)3.5 洗煤厂重介质旋流器的选型 (24)4 三产品重介质旋流器的结构设计 (26)4.1 三产品重介质旋流器的主要尺寸 (27)4.2 入料口直径 (27)4.3 溢流口 (28)4.3.1 与生产能力的关系 (28)4.3.2 与分流比的关系 (28)4.3.3 与分离粒度的关系 (29)4.3.4 与分离精度的关系 (29)4.4 二段旋流器锥比 (30)4.5 两段旋流器的间联接管 (30)4.6 底流口 (30)4.6.1 与生产能力的要求 (31)4.6.2 与分离粒度和分离效率的关系 (31)4.6.3 与分流比的关系 (31)5 总结 (32)6 致谢 (33)7参考文献 (34)摘要煤炭是工业的“粮食”，是我国最主要的能源，它占我国能源生产和消耗均在75%以上。
随着采煤机械化程度的提高和地质条件的变化，原煤质量有逐渐恶化的趋势，选煤是提高煤炭质量的最重要手段，是煤炭工业的重要生产环节。
水力旋流器.
水力旋流器水力旋流器是水力分级设备中的一种。
与筛分设备严格按照几何尺寸分级不同，它是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同进行分级的。
因此分级效果的决定因素有两个方面，一个是自身重量、另一个是形状。
粒度不同的物料，其受到离心力和相对阻挡力不同。
水力旋流器就是根据这个原理，通过提高颗粒的运动速度来实现分级的。
在回转流中颗粒的惯性离心加速度a与同步运动的流体向心加速度方向相反，数值相等。
即：（1-1）式中：r——圆形分选器的半径，m；ω——回转运动的角速度，rad/s；u——回转运动的切向速度，m/s；因此离心力强度为：（1-2）重力选矿中所用的离心力可比重力大数十倍以上，因此大大强化了分选过程。
水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，可以通过调节参数用于分级、浓缩、脱泥。
一它具有结构简单，生产能力大，占地面积小和易于实现自动控制等优点。
现在选煤厂使用的流体分级设备主要为水力旋流器。
一、水力旋流器的结构及工作原理1、水力旋流器的发展据报道，浓缩和脱泥用的水力旋流器最早是在1939-05月发表在世界矿山评论杂志上（比利时里埃芝城），作者德赖森（M.G.Drissen）。
当时被用于浓缩选煤用的黄土悬浮液，结构见图1。
以后经德赖森改进，增设了溢流管。
到1948年传入美国时已具有了现在的结构形式。
我国是在20世纪50年代初开始试验并首先在云锡公司选矿厂获得工业应用。
所有用于分级、浓缩、脱泥的旋流器均是在执行的按颗粒粒度差分离的作业。
给料压力一般在0.06—0.2MPa范围内，在给料口处的流速为5—12m/s。
进入旋流器后由此构成的切线速度将有所降低。
料浆在旋流器内停留时间很短，例如锥觉20°的直径350mm旋流器，内部容积为0.06m³，处理能力为85m³/h,由此可算出料浆在旋流器内的停留时间只有2.5s在如此短的时间内，料浆大约只旋转4—5圈即可排出，而不会象某些资料中介绍的那样做多圈运动（见图2）。
旋流器技术参数表
旋流器技术参数表1. 引言旋流器是一种流体处理设备，具有高效的固液分离能力。
它通过创建旋转涡流来分离固体颗粒和液体，广泛应用于多个行业，如矿业、化工、环保等。
本文将介绍旋流器的技术参数，并详细解释每个参数的意义和影响。
2. 技术参数2.1 转速（Rotational Speed）转速是旋流器内部涡旋形成的旋转速度，通常以转/分钟（rpm）为单位。
较高的转速可增加分离效率，但也会增加能耗。
转速的选择应根据具体应用情况和所需的分离效率进行优化。
2.2 进料浓度（Feed Concentration）进料浓度是指进入旋流器的悬浮固体颗粒的质量分数或体积分数。
它常用百分比或质量/体积比表示。
较高的进料浓度可以提高固液分离效率，但也可能增加设备堵塞和磨损风险。
因此，进料浓度应根据具体情况进行权衡。
2.3 出料浓度（Underflow Concentration）出料浓度是指从旋流器底部排出的固体颗粒的质量分数或体积分数。
它也常用百分比或质量/体积比表示。
出料浓度受到进料浓度、转速和设备设计等因素的影响。
较高的出料浓度表示较高的分离效率。
2.4 尺寸范围（Particle Size Range）尺寸范围是指旋流器能够有效分离的固体颗粒的尺寸范围。
通常用最小和最大颗粒直径表示。
旋流器的尺寸范围应根据应用要求选择，并根据进料中颗粒的大小分布进行调整。
2.5 设备尺寸（Dimensions）设备尺寸包括旋流器的直径和高度。
较大的直径和高度可以提供更大的处理能力和更高的分离效率，但也会增加设备成本和占地面积。
因此，根据具体需求，应选择适当的设备尺寸。
2.6 内涵体积比（Conical Length-to-Diameter Ratio）内涵体积比指的是旋流器锥体的长度与直径之比。
较大的内涵体积比可以提供更长的分离时间和更好的分离效果，但也会增加设备压降。
内涵体积比的选择应在权衡分离效果和能耗之间进行。
2.7 进出料接口（Feed and Discharge Ports）进出料接口是旋流器的进料口和出料口。
旋流器选择
选择水力旋流器的依据有：①要求处理的矿浆体积Q(m3/h)；②分级粒度(或溢流最大粒度)d(mm)。
首先，根据Q和d确定旋流器的直径D。
一般溢流较粗和生产能力较大时，选用大规格的旋流器，反之采用小规格旋流器。
当要求的生产能力很大而溢流又很细时，可采用小规格的旋流器相并联组成旋流器组。
选择旋流器直径D，可参考表26。
表26 水力旋流器直径D与生产能力Q和分离粒度d的关系旋流器直径D(mm) 平均生产能力Q(m3/h) 溢流最大粒度d(mm) 备注50 1.5～3.5 0～0.050 给矿压力P=9.8×104Pa75 2.5～7.5 0.010～0.060125 7.5～15 0.013～0.080150 12～20 0.019～0.085200 18～30 0.027～0.124250 25～50 0.032～0.125300 45～65 0.037～0.150350 60～90 0.044～0.180500 90～180 0.052～0.240700 200～400 0.074～0.3401000 350～600 0.074～0.400其次，据已确定的旋流器直径(D)，选择其结构参数：溢流管直径(d溢)、沉砂口径(d沉)、给矿口径(d给)、圆柱体高度(H)、溢流管插入深度(h)、锥角(a)，可按以下顺序计算：d溢=(0.2～0.4)Dd沉=(0.2～0.7)d溢d给=(0.4～1.0)d溢H=(0.7～1.6)Dh=(0.5～0.8)Ha=10°～45°(粗粒分级时取大值，细粒分级取小值)。
选择以上参数时结合水力旋流器产品目录中所列技术规格，最终确定旋流器的尺寸。
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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：
500
mm
单台能力：220
m3/h
1219cm 188cm 旋流器压力：0.15Mpa 292.20m3/h；共需台数：
1.33台
43.35
μm
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/h
Ka=0.995
K D =
0.824
d f ——给矿口当量直径，cm
d f =
17.04
b、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= 2.9
δn
=
1.418093
3
公式：浓度R =0.45
；干矿重Q
=
1200
矿浆比重δn =
1.42a
=
1880.46
a=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
809095
5871.580.5
354655
1409474。