第3章 沉降与分级
化工原理 第三章教材
(1) 该降尘室的含尘气体处理能力，m3/s；
(2) 若在该降尘室中均匀设置 9 块水平隔板，则含尘气 体的处理能力为多少 m3/s？
B、增稠器----分离悬浮液（连续生产过程）
① 干扰沉降：相邻颗粒的运动改变了原来单个颗粒周 围的流场，颗粒沉降相互干扰
② 壁效应：壁面，底面处曳力 ↓ ③ 颗粒形状：
例 5-1 颗粒大小测定 已测得密度为 ρp = 1630kg/m3 的塑料珠在 20℃ 的 CCl4 液体中的 沉降速度为 1.70×10-3m/s，20℃时CCl4 的密度ρ=1590kg/m3，粘度 μ=1.03×10-3Pa/s，求此塑料珠的直径
A、受力分析
重力：Fg
mg
6
d
3 p
p
g
浮力：
Fb
m
p
g
6
d
3 p
g
曳力： Fd
Ap
1 u2
2
B、重力沉降的几个阶段
1. 沉降的加速阶段：
设初始速度为0，根据牛顿第二定律：
Fg
Fb
Fd
m du
d
0
du
(p
)g
3
u2
d
p
4d p p
2. 沉降的等速阶段
u Fd
, du
d
某一时刻，du d
悬浮液在任何设备内静置，均会发生沉降过程，其中固体颗粒在 重力作用下沉降与液体分离
➢ 工作原理： ➢ 沉降的两个阶段： 上部----自由沉降 下部----干扰沉降
第三章 非均相
2.器壁效应
当容器尺寸远远大于颗粒尺寸时，器壁效应可忽略， 否则需加以考虑
3.颗粒形状的影响
同一种固体物质，球形或近球形颗粒比同体积非球形 颗粒的沉降快一些。
沉降速度的计算
试差法
由于在计算出ut之前Ret的大小未知，因此要通过试 差确定应该选取的计算公式。即：先假设沉降属于 某一流型，则可直接选用与该流型相应的沉降速度 公式计算，然后按求出的ut检验Ret值是否在原假设 的流型范围内。
滞流区
d 2 ( s ) g ut 18
ut 0.27 d ( s ) g Re t0.6
过渡区
湍流区
ut 1.74
d ( s ) g
1.颗粒的体积浓度
影响沉降速度的因素
当颗粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1% 以内，当颗粒浓度较高时便发生干扰沉降
（四）离心沉降设备－旋液分离器
旋液分离器也称水力旋流器，其
结构和工作原理均与旋风分离器 类似，用于悬浮液的分离。
（五）离心沉降设备－沉降离心机
沉降离心机是利用机械带动液体旋转， 分离非均相混合物的常用设备。 主要特点：主体设备（转鼓）与混合物 共同共同旋转，通过转速调节，可以大 幅度 改变离心分离因数。 分类： 据操作方式：间歇式、连续式。 据设备主轴的方位：立式、卧式 据卸料方式：人工卸料式、螺旋卸料式、 刮刀卸料式。
球形颗粒的自由沉降
将表面光滑的刚性球形颗粒置于静止的流体介 质中，若颗粒的密度大于流体的密度，则颗粒 将在流体中降落 根据牛顿第二运动定律，颗粒所受三个力的合 力应等于颗粒的质量与加速度的乘积，即 Fg-Fb-Fd= ma
du d ( s ) g d ( ) d s 或 6 4 2 6 d
水力分级
3.2 沉降水析法 原理：逐步缩短沉降时间，由细至粗将各粒级 物料淘析出来。 实验装置：
步骤： 1） 算出粒度为 d 的矿粒在水中沉降 h 所用时 间t； 2）将矿浆倒入杯中，（矿浆液固比 6:1 ），加 清水至零刻度，搅拌。（容积浓度 < 3% ）。 3）静置，沉降，经 t 时段，用虹吸管将 h 上部 的矿浆全部吸出；（小于分级粒度） 4）杯中补加清水，重复上述步骤，直至吸出液 体中不含小于分级粒度的矿粒为止； 5）烘干，称重，化验。 对多粒级类似，多做几步。 此法简单、可靠，但费时、费工。用于校核。
h Re d 2 ( ) g v0 t d 18 18 Re 2 d ( ) g
1 3
式中 h——沉降距离，mi t——沉降时间，s; 其他符号意义同前。 为了防止水析过程中固体颗粒团聚，通常加入 水玻璃等分散剂，浓度:0.01%~0.02%。
3.3 水力分级设备 水力分级设备都是利用矿粒在水介质中沉降速 度的不同，在重力场或离心力场中完成分级过程 的。 在选煤厂中水力分级主要用在煤泥水的处理过 程，包括沉淀、浓缩、脱水，属于选煤工艺过程 中的辅助作业。 在金属选矿厂中，水力分级是用于对人选原料 进行分级，以获得几个窄级别物料，分别给入重 选设备中进行分级选矿，或用于重选厂原矿准备。 本节介绍机械分级机和水力旋流器，一般水力 分级设备在固液分离技术（煤泥水处理）中介绍。
简便，只要保持工作正常(及时放出管内气泡且不 使矿粒堵塞胶管)，所得结果就较为准确，但水析 时间较长。
3.2.3 离心沉降法 原理：使分级过程在离心力场中进行。旋流水 析器内颗粒的径向沉降速度依然可按斯托克斯公 式求出，仅需用离心加速度取代重力加速度。 离心沉降法所用装置：串联旋流分级器，也称 旋流水析器，其基本原理是其结构如图2-3-4所示。 它是由五个倒置(底流口垂直向上，水力旋流器互 相串联并平行排列所组成的。
第三章 颗粒与流体之间的相对流动2006-2
注意：其中斯托克斯区的计算式是准确的，其它两个区域 的计算式是近似的。
二、重力沉降
重力沉降(gravity settling)：由地球引力作用而
发生的颗粒沉降过程，称为重力沉降。
1 沉降速度
1.1 球形颗粒的自由沉降
自由沉降（free settling）： 单个颗粒在流体中沉降，或
者颗粒群在流体中分散得较好而颗粒之间互不接触互不碰撞的 条件下沉降。
4
2 .5 5
1 . 11 m / s
假设流型属于过渡区，粉尘的临界直径为
1 1
d
pc
u tc
225 2 2 4g ( p )
5
3 u tc
225 2 2 4g p
1
3
225 2 . 53 10 0 . 779 3 1 . 11 2 3 2 4 ( 9 . 81 ) ( 2 . 0 10 ) 1 . 58 10
加酶：清饮料中添加果胶酶，使 ↓→ut↑，易于分离。 增稠：浓饮料中添加增稠剂，使 ↑→ut↓，不易分层。 加热：
3) 两相密度差( p-)：
在实际沉降中： 4) 颗粒形状 非球形颗粒的形状可用球形度s 来描述。
s—— 球形度；
S —— 颗粒的表面积，m2； Sp—— 与颗粒体积相等的圆球的表面积，m2。
当含尘气体的体积流量为Vs时， 则有
u= Vs / Hb
ut≥Vs / lb
或
Vs≤ blut
故与临界粒径dpc相对应的临界沉降速度为
utc=Vs / bl
临界沉降速度utc是流量和面积的函数。
当尘粒的沉降速度小，处于斯托克斯区时，临界粒径为
沉降观测管理办法
沉降观测管理办法第一章总则第一条为了加强沉降观测技术管理，规范沉降观测管理行为，强化沉降观测作业制度，加强沉降观测过程控制，确保沉降观测质量，特制定本办法。
第二条本办法适用京沈客专（辽宁段）TJ-11标承建的工程施工项目。
第二章沉降观测管理机构第三条京沈客专（辽宁段）TJ-11标沉降观测管理由项目部和工区二级负责制，工区各设专业沉降观测小组，具体负责各工区的沉降观测工作。
项目部精测队为沉降观测的管理部门，精测队在京沈客专（辽宁段）TJ-11标项目经理部总工程师领导下，负责本标段的沉降观测管理工作，履行以下职责：（一）编制沉降观测管理办法、规定、制度、并检查、指导。
（二）负责沉降观测工作基点的加密布设、复测。
（三）组织沉降观测人员对沉降观测作业进行技术交底。
（四）组织沉降观测任务安排，指导沉降观测作业的实施。
（五）负责沉降观测数据的处理并形成纸质资料。
（六）审核沉降观测的原始记录、签证，并负责收集上报业主及评估单位。
（七）规范工程项目沉降观测内业及现场管理工作。
第三章沉降观测主要内容第四条沉降观测的基本任务（一）工程开工前的测量桩点、资料交接；（二）沉降观测控制网的加密布设和复测；（三）元器件的埋设及线下工程变形观测；（四）观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏；（五）成立专门的沉降观测组，按”五固定原则”即固定水准点和工作基点、固定测量人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法开展工作。
第五条沉降观测的主要任务（一）沉降观测方案、工艺、作业指导书、作业计划的编制和实施。
（二）沉降观测资料记录、签认和移交。
第四章沉降观测人员的职责第六条严格执行国家和行业有关标准、规范和规定，满足设计和施工对沉降观测测量精度及观测频次的要求。
第七条严格执行沉降观测作业制度，规范沉降观测作业行为。
第八条保证沉降观测记录、数据、报告的真实和准确，对沉降观测过程和测量结果负责。
第九条爱护仪器设备，严格按仪器设备操作规程作业，建立健全人员台帐。
选矿学2_重力选矿__习题及答案
重力选矿习题一、名词解释重力选矿分离粒度面积当量直径分级效率容积浓度冲程系数干涉沉降分配率等降现象自由沉降分级松散度介质阻力压差阻力摩擦阻力球形系数体积当量直径等降现象等降比容积浓度松散度析离分层跳汰周期水跃现象床层粒度分配曲线沉淀度层流边层机械冲程二、填空题1、重选的所用的介质有：水，空气，重液和重悬浮液2、矿粒在介质中所受的力主要有三种，一是重力、二是浮力、三是介质阻力。
3、矿粒粒度的表示及测量方法有：体积当量直径，面积当量直径，筛分分析法，沉降分析法。
4、已知离心加速度a＝428m/s2，重力加速度g=9.8m/s2，离心力强度i=43.67。
5、介质阻力的通式可以写成_____________，其中ψ也称_____________，它是____________的函数，由此可知，介质阻力与_______________成正比，并与_______________有关。
6、选矿用的隔膜跳汰机因隔膜安装位置的不同，可分为：_______________、______________、________________。
7、摇床选矿的工艺影响因素有：冲程冲次，冲洗水和床面的横向坡度，矿石在入选前的制备，给矿浓度、给矿体积和处理量。
8、物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作用的内因，是矿粒自身的性质，但能让分层得以实现的客观条件，则是垂直升降的交变水流。
9、弱紊流流膜结构分为三层，各层名称分别为：层流边层，过渡层，紊流层.10、测定金属矿石密度组成常用的重液主要有____ __、_ _ ___、__ ___、____ __。
11、矿砂溜槽主要用于处理2—0.075mm粒级的矿石。
12、隔膜或筛板运动的最大距离称作________________。
13、球形颗粒沉降末速的个别计算公式中，在层流阻力范围内，可使用的公式是________________。
14、水力分级中所用的介质可作垂直，接近水平，回转的运动。
颗粒的沉降
5.3.1重力沉降设备
对一定物系，ut 一定，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积 A ，而
与高度 H 无关，故降尘室应设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔板。
①设计型计算
已知 qV 、 、 、 P 、d P,min ，计算 A 。
②操作型计算
已知 A 、 、 、 P 、d P,min，核算qV ； 或已知 A 、qV 、 、 、 P ，求 d P,min 。
当然大大加快沉降分离过程。
5.3.2离心沉降设备
旋风分离器是利用离心沉降原理从气流中分离出颗粒的设备。如图所示，上 部为圆筒形、下部为圆锥形；含尘气体从圆筒上侧的矩形进气管以切线方向进入， 藉此来获得器内的旋转运动。气体在器内按螺旋形路线向器底旋转，到达底部后 折而向上，成为内层的上旋的气流，称为气芯，然后从顶部的中央排气管排出。 气体中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中，由于密度较大，受离心力的作用逐 渐沉降到器壁，碰到器壁后落下，滑向出灰口。
5.3.2离心沉降设备
靠近旋风分离器排气管的顶部旋涡中带有不少细小 粉粒，在进口主气流干扰下较易窜入排气口逃逸。提高 分离效率的另一途径是移去顶部旋涡造成的粉尘环，为 此而设计的XLV/B型旋风分离器见图。此种旋风分离器 的结构特点是进气口低于器顶下一小段距离，且在圆柱 壳体的上部切向开有狭槽，用旁通管将带粉粒的顶旋涡 引至分离器下部锥体内。不但提高了分离效率，还降低 了旋风分离器的阻力。若没有旁路，有人做过实验，堵 死旁路 20%。
p
u
2 i
2
除了上述两个性能指标外，有的教材还介绍了另外一个性能指标，即临界直 径 d c ，d c 指旋风分离器能够分离的最小颗粒直径。
5.3.2离心沉降设备
实验结果表明：D ， u ，锥体长度H 2 ， 。粗短形旋风分离器在 p 一定时，处理量大；细长形旋风分离器 p ，但 ，从经济角度看一般 可取进口气速 u 15 ~ 25m/ s。若处理量大，则可采用多个小尺寸的旋风分 离器并联操作，这较用一个大尺寸的旋风分离器可望获得更高的效率，同 样原因，投入使用的旋风分离器处于低气体负荷下操作是不适宜的。
化工原理上册 第3章 流体相对颗粒(床层)的流动及机械分离
τm
AP
(a)
(b)
(c)
图3-5 物体的不同形状和位向对曳力的影响 （a）-平板平行于流向；（b）-平板垂直于流向；（c）-流线型物体
水平方向，颗粒所受曳力：
颗粒微元： dFD p cosdA w sindA
总曳力：FD p cosdA w sindA
A
A
Pcosa dA PdA
τwdA
aB
A VB
V
A a(1 ) (1 )
aB a
3.3 流体和颗粒的相对运动
流体和颗粒相对运动的情况：
① 颗粒静止，流体绕过颗粒流动； ② 流体静止，颗粒流动； ③ 颗粒和流体都运动，维持一定相对速度。
3.3.1 流体绕过颗粒的流动
(1) 曳力 阻力：颗粒对流体的作用力 曳力：流体对颗粒的作用力
② 非球形颗粒的曳力系数 计算方法： ◇ 近似用球形颗粒公式，ds→da 或 dv ◇ 实测ξ-Rep 关系（书P168 图3.3.2）
3.3.2 颗粒在流体中的流动
(1) 颗粒在力场中的受力分析
Fb
① 质量力 Fe mae Vs sae
②
浮力
Fb
m
s
ae
Vs ae
③
曳力
FD
AP
1 2
u 2
1
)3
( 6dV2 / a )1/3 ( 6dV2 )1/3
a
因此， dV
6
a
2）等比表面积当量直径 da 指：与非球形颗粒比表面积相等的球形颗粒的直径
a
as
d
2 s
6
d
3 s
6/ ds
da
因此，da 6 / a
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第3章沉降与分级沉降分离是固体颗粒在两相悬浮体系中形成沉降得以实现的，因此，颗粒沉降理论是沉降分离的理论基础。
在《重力选矿》中，已从动力学和运动学角度详细介绍了自由沉降和干扰沉降。
这里应以此为基础，进一步进行学习。
一、沉降类型及作业划分1.煤泥水状态与沉降类型 1)分散状态煤泥水的分级浓缩沉降分散状态煤泥水：无限稀煤泥水；浓度为1-2%的煤泥水。
二者差别：前者颗粒为自由沉降。
后者颗粒为干扰沉降。
实际煤泥水的沉降过程:1)始终干扰沉降；2)初始浓度为“天限稀”，颗粒自由沉降；随沉降过程进行，颗粒周围浓度增加，颗粒完全转变为干扰沉降。
分散状态煤泥水属于分级浓缩沉降。
通常情况下只研究单个颗粒的沉降行为。
其沉降特点：(1) 由于粒度，密度、形状不同，体系内各颗粒沉降速度可以相差很大；(2)由于双电层斥力和布朗运动影响，沉降过程中难以出现澄清层；(3)颗粒沉降速度只取决于本身性质和周围颗粒浓度。
2)絮凝状态煤泥水煤泥水处于完成絮凝状态。
沉降过程具有如下特点：(1)体系不稳定，很快出现澄清层和煤泥沉淀层沉淀层。
澄清层中几乎不含固体颗粒。
(2)颗粒形成相近尺寸絮团，并且在一定浓度范围内具有同样沉降速度(即发生线性沉降)。
因此，絮凝沉降只研究整个体系的沉降行为；通常用各个分界面的沉降速度，代表分界面下絮团在该层浓度下的沉降速度。
(3)沉降过程既受到煤泥水本身组成与性质的影响，又受到整个絮凝过程中各种物理，化学因素的制约。
其中任何因素改变都会异致沉降行为的激烈变化。
(4)絮凝沉降服从区域沉降理论。
该理论以固定煤泥特性和体系物理化学因素，忽略次要条件为前提，并假定：(a)絮团沉降速度只是其浓度的函数，即：u=f(c)(b)压缩段煤泥体积只是煤泥在压缩区停留时间的函数，即：v=v(t)该沉降称为澄清浓缩沉降，添加絮凝剂的尾煤(或煤泥)水沉降属于这种类型。
3)过渡状态煤泥水煤泥水状态介于1)、2)之间，它是由于煤泥水本身处于凝聚状态或通过药添加使其不完全絮凝所造成。
选煤厂煤泥水大多属于这种状态。
其沉降特点为：澄清层中存在小絮团和未絮凝微粒；大颗粒絮凝程度低，沉降絮团中央有许多未絮凝的颗粒；各种絮团与颗粒沉降速度不完全一致。
这种煤泥水的沉降过程可根据具体情况划归1)、2)类型处理。
2.沉降过程及沉降特性1）沉降试验与沉降曲线沉降试验是在量筒中进行的，用来在间断条件下研究整个粒群的沉降过程。
沉降过程中出现四个区，澄清区的出现及不断增大；沉降区的不断减小及至消失；过渡区的出现及消失；压缩区的先增大而后缩小，它们的共同与交叉作用完成了一次沉降分离过程。
由于煤泥水构成的复杂性以及具体试验条件限制，实际沉降过程中是难以观察到一些区(如过渡区)的存在和明确的分区界面(如澄清区与沉降区界面)。
但从理论上仍可找到这些区域存在的依据。
以沉降时间为横座标，澄清区高度为纵坐标而绘制的曲线称为沉降曲线。
它反映了固体颗粒群的沉降过程。
从曲线的趋势把沉淀过程分为三段，第一段代表沉降开始阶段的颗粒快速沉降过程；第三段代表基本沉降完毕后压缩区的压缩沉积过程，这一阶段速度很慢，压缩区厚度不断变小但幅度很小。
第二阶段为沉降向压缩的过渡，速度由大到小，变化幅度较大。
2）沉降特性沉降特性是指煤泥水沉降状况的综合体现，它是煤泥水的一种工艺特性。
描述煤泥水沉降特性主要从澄清水浊度，沉降速度以及沉降物浓度几方面去描述。
而大多数情况下，常借助于沉降曲线去表征沉降特征：如沉降速度，沉淀物高度，此外须注明澄清水浊度。
浊度越小，沉淀速度越快，沉淀物高度愈低，沉降特性愈好。
煤泥水组成和性质均对其沉降特性构成影响。
通常下，粘土矿物含量多，水质矿化度低，硬度低；细泥含量大，这样的煤泥水就难沉降，煤泥水的沉降特性就差，反过来，能够正确认识煤泥水沉降特性，将会对煤泥水处理系统设计，药剂的正确添加起到积极的指导作用。
3.沉降分离作业它包括分级、浓缩、沉淀(或澄清)。
三者共同构成选煤厂煤泥水处理的主体。
分级，确切讲是水力分级，要求按沉降方式把固体物料分成不同粒度级别。
浓缩，即通过颗粒沉降得到高浓度固体沉淀物。
沉淀，要求使固体物充分沉降回收并同时得到澄清水。
三个作业以沉降分离的基础，联系密切。
分级过程必然伴随浓缩现象发生；浓缩则是不同粒级物料实现分级的结果，而沉淀和澄清可视为极端的分级和浓缩过程。
从过程到结果，三作业的差别首先取决于沉降类型，其次取决于沉降的时，空条件(由设备与操作条件确定)。
分级作业采用分级浓缩沉降原理，常用设备有：斗子捞场、旋流器、角锥池、倾斜板沉淀槽、浓缩漏斗、沉淀塔、永田沉淀槽。
它的共同点是沉淀空间小，煤泥水其中停留时间缺。
浓缩作业既有采用分级浓缩沉降原理的部分(如用浓缩机作一段煤泥浓缩回收设备)，也有采用澄清浓缩沉降原理的部分(如用浓缩机作二段细泥浓缩回收设备)。
常用浓缩设备有：把式浓缩机、深锥浓缩机、旋流器、浓缩漏斗。
显然，采用澄清浓缩原理的设备都较大沉淀空间，且沉降时间长。
沉淀澄清设备要为沉淀池，它多采用分级沉降原理，但它依靠较大空间，特别是充分的沉降时间来保证沉降过程的进行。
二、分级原理及设备1. 分级原理1)重力分级一般煤泥水中细粒沉降接近层流状态，发生自由沉降。
U = （1/18m）d2（d-r）g干扰沉降比较复杂，沉降速度随沉降区域固体浓度增加而不断降低。
这样往往通过修正自由沉降速度公式得到沉降期平均干扰沉降速度。
V cr = d3（d-r）rg / m22)离心力分级颗粒受离心力支配，沉降速度计算时将重力加速度用离心加速度替代即可。
分离因数越大，颗粒沉降速度越高，分级粒度越细，沉降回收下限越低。
这是离心分级的特点与优势。
3)分级粒度它是指进入二个分级产品中各为 50%的物料粒度，用d50表示。
分级粒度颗粒沉降进入底流时间应恰等于矿浆流径整个沉降区域占有的时间。
这是具体计算分级粒度的依据和方法。
2. 分级设备接分级原理的底流排放方式，水力分级设备分斗子捞坑在我国应用普遍，国内设计的选煤厂基本上都用斗子捞坑作分级设备；水力旋流器国外应用较多，随着引进选煤厂增多，水力旋流器在国内的应用逐渐增加；角锥沉淀池、倾斜板沉淀设备，永田沉淀槽应用较少；沉降式离心机在我国选煤厂主要用于煤泥回收；分级箱、螺旋水力分级机主要用于选矿。
1)斗子捞坑斗子捞坑的工作空间是一个倒锥形容器，沉淀物在底部由斗子提升机提起，细粒随水流在上部周边形成溢流。
入料一般采用中心入料。
与煤泥捞坑、角锥沉淀池、倾斜板沉淀槽相比，由于精煤捞坑中末煤与粗煤泥混合沉降，容易沿池壁下滑及时排出，因而处理能力大，分级精度高；而角锥池、煤泥捞坑则必须采取大于60度池壁倾角以保证煤泥沉降。
此外，斗子捞坑的连续均匀稳定捞取沉淀物也是促成上述优点的一个重要因素。
与离心沉降分级设备相比，斗子捞坑的优点是过程运行稳定；缺点是占地面积大，占有空间大，效率低。
影响斗子捞坑等重力分级设备工作状况的因素有以下几方面：(1)入料的沉降特性(如粒度、浓度、粘度等)；(2)设备因素：沉淀面积；溢流堰宽度(单边或多边溢流)；入料位臵与方式（以中心入料为主，设稳流罩并插入一定深度）；底流排放方式：连续机械排料为佳，克服其它分级设备的间断排料，实现连续均匀排料。
(3)操作因素：给料量大小。
2)水力旋流器(1)结构与工作过程水力旋流器主要由园筒和园锥两部分连接组成。
园筒周壁上沿切线装设给料管，项部设溢流管，园锥下部连接排料口。
当以一定压头给入矿浆时，在旋流器内形成旋流力场。
在离心力作用下，粗颗粒物料被甩向器壁，并沿器壁螺旋形向下运动，最终由底流口排出；细颗粒物料的运动主要受流体支配，先是在锥体中心外侧向下运动，在下部与位于锥体中央的向上流混合上流至溢流口排出。
溢流以细粒级为主(浓度较稀)，底流以粗粒为主(高浓度物)。
由于离心加速度较重力加速度大许多，这就形成了旋流器分级效率高，占地面积小，处理量大等优点。
但与重力分级设备相比，它受压力波动、排料口磨损等引起的过程波动较大。
(2)旋流力场及分布旋流器内形成三维速度力场。
切向速度呈旋涡分布；轴向存在一个与旋流器外形相似的零速包络面，包络面内的内旋流向上运动且速度随与中心距的距离减小而增大，外旋流呈向下运动且速度愈靠近器壁速度愈大；径向方向向内，速度较小并随半径减小而降低。
旋流器内的流体运动可概括为：切向旋转运动；锥体内侧向上的内旋流；锥体外侧向下的外旋流，夹在内外旋流之间的闭环旋涡；园柱体内的盖下流。
(3)影响因素旋流器工作受入料性质、旋流器结构、操作因素的影响。
A）入料性质。
如料度、浓度、粘度因素B) 旋流器结构因素。
筒体直径，给料管直径、溢流管直径与插入深度，底流口直径、锥角、柱体高度等。
C) 操作条件。
入料压力、给矿量。
三、浅池原理及应用1. 浅池原理海伦模型：悬浮液中固体颗粒在整个沉降断面上的流动速度是均匀的；沉降颗粒一旦沉降离开流动层，就认为已进入底流。
浅池原理：以海伦模型为依据推导浅池原理W=A·V式中，W 代表煤泥水流量；A 代表沉降断面面积；V 代表d50颗粒的沉降末速。
对于要求的分级粒度，浅池原理认为：沉降设备所能处理的煤泥水量仅与沉降面积大小成正比。
2. 浅池原理应用浅池原理应用是在沉降设备中加设倾斜板，通过增大沉降面积来增大设备的处理能力。
倾斜板中的矿浆流动分三种形式：上向流、下向流、横向流(各种流动方式的倾斜板有效沉淀面积如表)。
主要差别：上向流沉降有效面积最大，但粗粒先沉到下部，不易下滑的细粒在上部，由于物料来不及滑走，容易被上向流带入溢流中。
下向流沉降有效面积最小，但细粒沉降在板下部，在粗粒下滑过程中容易一起排走，但向下流溢流排走方式不如上向流容易实现。
横向流介于二者之间。
表4 不同流动方式倾斜板有效沉淀设备面积表显然，通过增设倾斜板，增大了有效沉降面积。
在同样矿浆通过量条件下，降低了d50颗粒的沉降速度(即降低了分级粒度)。
反过来，在保证同样分级粒度条件下，可大大增加设备处理能力。
一般倾斜板板长1.2 -1.5m，板宽0.6-0.8m，倾角60°，板间垂直距大于80mm。
倾斜板布臵方式需根据沉降设备确定。
通过设臵倾斜板，沉淀设备的沉淀面积可以增大2-3倍，相应地，其处理能力也增大2-3倍。
倾斜板设计按以下步骤进行：1)确定矿浆流动方式；2)确定需要的分级粒度；3)计算达到分级粒度要求所需的总沉淀面积；4)计算所需倾斜板的面积和相应的安放角度；5)决定每块倾斜板的长宽及放臵距离。
倾斜板可以放臵在所有重力沉降设备中，如倾斜板沉淀槽、浓缩机等。
四、浓缩原理及设备1. 浓缩过程及原理1)间断浓缩过程典型的如单元沉降试验。
沉降出现四个区：澄清区、悬浮沉降区、过渡区、压缩区。
在沉降过程中，澄清区不断增大：悬浮沉降区不断减少及至消失(临界沉降点)；过滤区先形成然后消失(压缩点)；压缩区先增大后又缩小。