对称双进口旋流器流场特征及分离性能

张悦刊¹，葛江波¹，刘培坤¹，杨兴华¹，魏庆施²

1. 山东科技大学机械电子工程学院2. 兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿

摘 要：传统单进口旋流器存在流场不稳定、分离精度低等问题。创新旋流器结构、优化流场性能、提高分离精度是当前旋流器应用的迫切需求。为了解决传统单进口旋流器对流场冲击大而引起的流场波动不稳定问题,提出了一种对称双进口旋流器结构型式。采用数值模拟方法,通过RSM湍流模型、VOF和Mixture多相流模型,对两种进口结构的旋流器流场特征及分离性能进行了对比研究,结果表明:对称双进口旋流器的零速包络面和旋流流场更加均匀,可以为颗粒迁移运动创造更加稳定的分级、分选条件;对称双进口旋流器流场静压、湍动能、轴向速度和切向速度比传统旋流器均有不同程度的提高,其中对分离起主导作用的切向速度最大值提高了16.90%,有效增大了离心强度,强化了分离效果;入口速度为7.5 m/s时,10μm微细颗粒溢流分级效率较传统结构提高了4.82个百分点,15μm微细颗粒溢流分级效率较传统结构提高了11.34个百分点。研究结果对丰富旋流器结构型式,进一步提高旋流分离性能具有一定的指导意义。

关键词：对称双进口旋流器;流场特征;分离性能;数值模拟;零速包络面;