水力旋流器结构对性能的影响

一般来说水力旋流器主体主要由五个部分组成，自上而下分为溢流管、进 料管、圆柱形筒体、锥体以及底流口。这五个结构对水力旋流器内部流体的流动以及分离性能分别产生不同的影响，其中被学者研究较多的结构为入口、溢流口以及底流口。

（一）溢流管对水力旋流器性能影响

溢流管是水力旋流器重要的结构参数之一，作用为收集内旋流的物料并将其 导出旋流器。jiang通过研究得出过细的溢流管无法将已经分离的细颗粒有效 的排除，而过粗的溢流管则会破坏旋流器分离粗颗粒的功能。此外，溢流管插入深度也会对分离性能造成影响，不合适的插入深度会对内部流体流动产生干 扰进而降低分级效率。

（二）入口结构对水力旋流器性能影响

给矿口的大小对水力旋流器处理能力、分级粒度及分级效率均有一定的影响。目前来看，对旋流器入口结构的研究主要集中在入口的数量、尺寸以及形状 都会对水力旋流器分离性能产生影响。水力旋流器入口一般为直线形的入口，但是研究发现直线 型入口容易产生湍流以及较大的能量损失。Zhang 等在设计中提出了的曲线 形入口可以进一步降低紊流的程度。张悦刊等人通过数值模拟研究发现，增加 入口数量尤其是对称性偶数入口有利于提高旋流器分级效率。但是在工程应用上 多入口的设计对于现场的设备安装与布置比较困难，大部分设备仍然采用的是单 入口直线形设计。

（三）圆柱形筒体结构对水力旋流器性能影响

一般来说，柱段的直径即为旋流器直径，柱段直径主要影响水力旋流器的生 产能力和分离粒度。直径越大表明其容积越大，生产能力也越大。研究显示[46] 虽然柱段直径对分离效率有影响，但是影响不是太明显，因此近些年对旋流器的 研究很少涉及到柱体结构方面。

（四）锥段结构对水力旋流器性能影响

锥段结构及尺寸也是水力旋流器的最重要的结构参数之一，对水力旋流器分 离效果有着重要影响，水力旋流器锥体段是按照角度进行区分。 根据角度可以分为长锥型、标准型，短锥型。不同的锥角其用途也各不相同， 有细颗粒分级、澄清作业用，也有物料分级、浓缩，脱泥用。

（五）底流口尺寸对水力旋流器性能影响

作为旋流器重要的结构组成部件之一，其对分离分级性能影响极大。当底流 口直径增加时，底流分流比增大。固液分离效率提高，但是分级精度会降低， 底流口直径减小可以增强分级精度。在工业应用上，底流口的作用尤其突出， 不当的底流口会导致间歇性出料，严重破坏旋流器的正常工作。为了提高分级效 率，一些研究者尝试对底流口进行外加结构的设计