目 录 1
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 分离的基本常识与分类 2
1.3 流体旋转运动的基本知识 3
1.3.1 有旋运动与无旋运动 3
1.3.2 旋转流体的能量方程 5
1.3.3 强制涡与自由涡运动的速度方程 6
1.4 固－液两相流的基本知识 6
1.4.1 连续相与分散相 6
1.4.2 密度 7
1.4.3 浓度 7
1.4.4 密度与体积浓度之间的关系 7
1.4.5 密度与体积固－液比之间的关系 7
1.4.6 密度与质量浓度之间的关系 7
1.4.8 黏度 8
1.4.7 密度与质量固－液比之间的关系 8
1.5 两相流动过程中的分离原理 9
1.5.1 颗粒在流体中运动时的流体曳力 9
1.5.2 两相流中的受力分析 10
参考文献 11
第2章水力旋流器内的流体流动 12
2.1 概述 12
2.2 水力旋流器的工作原理 12
2.3 旋流器内流体的流动区域与流动类型 14
2.4 水力旋流器内的流速分布简介 15
2.4.1切向流速分布 15
2.4.2 轴向流速分布 17
2.4.3径向流速分布 18
2.5旋流器内的短路流与循环流 20
2.6 停留时间分布 21
2.7 空气柱 23
2.7.1 空气柱的产生 23
2.7.2 空气柱的大小与空气柱内的流动 25
2.7.3 空气柱的形状 26
2.8 涡流运动中的压力分布 27
2.9 最大切线速度轨迹面 28
参考文献 29
第3章水力旋流器的工艺参数 31
3.1 概述 31
3.2 水力旋流器的分类 31
3.2.1 按分散相类型分类 32
3.2.2 按混合物组分密度分类 32
3.2.3 按水力旋流器的结构分类 32
3.2.4按分散相浓度分类 33
3.2.5 按有无运动部件分类 33
3.2.6 按用途分类 34
3.3 分离效率 34
3.3.1 （总）分离效率ε 34
3.3.2 折算分离效率 36
3.4（分）级效率与迁移率 37
3.5分割效率（cut size）与分级精度（classification sharpness） 39
3.6 压力降 40
3.7 水力旋流器技术中的主要参数 41
3.7.1 基本结构参数 41
3.7.2 物性参数 42
3.7.3 操作参数 42
3.7.4 性能参数 45
3.8旋流器的能耗与节能 46
参考文献 47
第4章水力旋流器的结构 48
4.1 概述 48
4.2 水力旋流器的组合结构类型 48
4.2.1 长锥型旋流器 49
4.2.2短锥型旋流器 49
4.2.3 长柱型旋流器 50
4.2.4短柱型旋流器 51
4.3.1进料管结构 52
4.2.5全柱型旋流器 52
4.3 水力旋流器的局部结构类型 52
4.3.2溢流管结构 53
4.3.3旋流器器壁结构 56
4.3.4底流管结构 60
4.4水力旋流器的内件 65
4.4.1 带导向装置的旋流器 65
4.4.2 圆柱段带螺旋导向叶片结构的旋流器 66
4.4.3 带涡流发生器的轴向旋流器 66
4.4.4 带挡板的旋流器 66
4.4.5 中心带固棒的旋流器 66
4.4.6 溢流管外带旋转叶轮的旋流器 67
4.4.7 内带空气导管的旋流器 68
4.4.8 内部具有小旋流器的旋流器 68
4.4.9 带弹簧振子的旋流器 69
4.5.1 磁力水力旋流器 70
4.5 特殊形式的水力旋流器 70
4.4.10 内部增加卸料螺旋的水力旋流器 70
4.5.2磁流体水力旋流器 71
4.5.3 电化学水力旋流器 71
4.5.4充气水力旋流器 72
4.5.5 气液水力旋流器 72
4.6类水力旋流器 73
4.6.1 液－液－固三相分离装置 73
4.6.2旋流式浮选器 73
4.6.3 喷射式浮选槽 74
4.6.4旋流动态薄层气压过滤机 74
4.7 常见的几种旋流器 74
参考文献 75
第5章水力旋流器的工艺指标计算 80
5.1 水力旋流器中的压降 80
5.1.1 基于最大切线速度轨迹面法的压降计算 80
5.1.2 Ta rjan的等压面法 83
5.1.3 空气柱界面法 84
5.1.4经验公式 85
5.2 生产能力的理论计算法 86
5.2.1 基于最大切线速度轨迹面法的生产能力计算式 86
5.2.2 波瓦洛夫[6]的空气柱界面法 87
5.3 生产能力的经验关联式法 88
5.3.1达尔斯特罗姆（D A Dahlstrom）计算式 88
5.3.2 普里特（L.R.Plitt）计算式 89
5.3.3 Lynch和Rao的计算式 89
5.3.4 Arterburn的计算式 90
5.3.5 Mular和Jull的计算式 90
5.3.6 陈炳辰等的公式 90
5.4 应用效果对比 90
5.4.1 最大切线速度轨迹面法计算示例 91
5.4.2 几种生产能力计算方法的应用效果比较 92
5.4.3 Plitt计算方法与Lynch和Rao方法的比较 94
5.5 旋流器的产物分配计算 96
5.5.1 分股比（流量分配）的经验模型 97
5.5.2 流量比的经验模型 98
5.5.3 水量比的经验模型 99
5.5.4 物料衡算法 100
5.5.5 实际应用效果 103
参考文献 105
第6章水力旋流器的分离性能计算 107
6.1 水力旋流器分离性能指标的定义及其相互间的关系 108
6.1.1 分离效率 108
6.1.2折算分离效率 109
6.1.3 级效率与迁移率 110
6.1.4 分离粒度与分级粒度 111
6.1.5 基本关系 112
6.2 折算分离效率曲线与折算迁移率曲线 113
6.2.1 Plitt模型 113
6.2.2 Lynch模型 113
6.2.4 Colman＆Thew模型 114
6.2.5 Martins模型 114
6.2.3 Antunes＆Medronho模型 114
6.2.6分析模型 115
6.3计算分离粒度的平衡轨道法 115
6.3.1 最大切线速度轨迹面法 116
6.3.2 内旋流法 117
6.3.3 零轴向速度包络面法 118
6.3.4 外旋流法 119
6.4 计算分离粒度的停留时间法 120
6.4.1 Rietema计算式 120
6.4.2 Holland-Batt 120
6.5 计算分离粒度的挤流排料法 121
6.6 计算分离粒度的两相湍流法 121
6.7.2 Yoshioka ＆Hotta模型 122
6.7.3 Lynch模型 122
6.7 计算分离粒度的回归模型法 122
6.7.1 Dahlstrom模型 122
6.7.4 Plitt模型 123
6.7.5 Mular＆Jull模型 124
6.7.6 Arterburn模型 124
6.7.7 Antunes模型 125
6.7.8 Svarovsky模型 125
6.8 液－液分离中的分割尺寸计算 125
6.8.3 分析模型 126
6.8.1 Thew的模型 126
6.8.2 Martins模型 126
6.9 水力旋流器分离性能模型的应用与对比 127
6.9.1 分级效率与迁移率 127
6.9.2 分离粒度的预测 129
6.9.3 旋流器的串联与并联 130
参考文献 132
第7章水力旋流器内流场与分离性能的解析求解 135
7.1 概述 135
7.2.1 固－液旋流器 136
7.2 旋流器内连续相流体的内流场求解 136
7.2.2 液－液旋流器（轻质分散相） 141
7.3 流场计算结果分析 144
7.3.1 固－液旋流器 144
7.3.2 液－液旋流器 147
7.4 液－液旋流器的分离效率模型 149
7.4.1 基本假定 149
7.4.2 单锥旋流器的分离效率（迁移率）模型 150
7.4.3 双锥旋流器的分离效率（迁移率）模型 152
7.5 分离效率（迁移率）的理论计算结果 156
7.5.1 对比基准 156
7.5.2 对比结果 156
7.5.3 分析模型的进一步预测 158
7.5.4 分离模型结果在实际操作过程中的应用 162
7.5.5 液－液旋流器分割尺寸的理论预测 163
参考文献 165
8.1.1 连续相液体的湍流数学模型 167
8.1 两相湍流的数值模拟 167
第8章 水力旋流器技术中的其他问题 167
8.1.2 水力旋流器内分散相颗粒运动的数学描述 169
8.1.3 计算流体力学方法的应用 170
8.2 重介质旋流器 174
8.2.1 概况 174
8.2.2 重介质悬浮液的特性和要求 176
8.3 水力旋流器设计中需要注意的一些问题 180
8.3.1 旋流器尺寸对旋流器性能的影响 181
8.3.2 旋流器分离系统设计的基本原则 182
参考文献 183
第9章水力旋流器应用 185
9.1 应用范围 185
9.1.1 澄清 185
9.1.2 浓缩 186
9.1.3 颗粒分级 186
9.1.4 颗粒分选 187
9.1.7 三相同时分离 189
9.1.6 气液分离 189
9.1.5 液－液分离 189
9.2 旋流器的并联与串联 190
9.2.1 水力旋流器的并联 190
9.2.2 旋流器的串联 191
9.3 水力旋流器与其他分离设备的联用 193
参考文献 195
第10章水力旋流器在工业中的应用 196
10.1 水力旋流器在造纸工业中的应用 196
10.1.1 前向式水力旋流器 197
10.1.2 反向式水力旋流器 200
10.2 水力旋流器在煤炭工业中的应用 201
10.2.1 重介质选煤 202
10.2.2 水介质选煤 211
10.3 水力旋流器在选矿工业中的应用 214
10.3.1 在磨矿中的典型流程 214
10.3.2 用水力旋流器中选矿 217
10.4 水力旋流器在非金属矿加工和超细粉体技术中应用 218
10.4.1 精细分级用旋流器的结构特征 219
10.4.2 水力旋流器在高岭土生产中的应用 222
10.4.3 水力旋流器在氧化铝生产中的应用 224
10.5 水力旋流器在食品工业中的应用 226
10.5.1 淀粉加工业 226
10.5.2 其他方面 231
10.6 水力旋流器在石油工业中的应用 233
10.6.1 地面上的应用 234
10.6.2 井下应用 238
10.6.3 钻井液的固控 240
10.7 水力旋流器在化学工业中的应用 241
10.7.1 逆流晶浆增稠 241
10.7.2 重碱浆液浓缩－澄清 241
10.7.3 密封液除杂 242
10.8 水力旋流器在陶瓷工业中的应用 242
参考文献 243
11.1.1 磨损情况 245
11.1 水力旋流器的磨损 245
第11章 水力旋流器的制造与调试 245
11.1.2 磨损机理 247
11.2 材料 247
11.2.1 金属材料 248
11.2.2 无机非金属材料 248
11.2.3有机材料 249
11.2.4复合材料 250
11.3 制造技术 251
11.3.1 水力旋流器在制造上的要求 251
11.3.2材料选择 252
11.3.3 安全性 252
11.3.4 常用的制造方法 253
11.4 安装技术 254
11.4.1 水力旋流的放置方式 254
11.4.2 管汇布置 255
11.5.2 淹没底流孔的设计 256
11.5.1 平衡设计的水力旋流器的工作特点 256
11.5 工作点的调试及堵塞现象 256
11.5.3进入水力旋流器的工作压力调节 257
11.5.4 水力旋流器的工作点调试 257
11.5.5 旋流器的底流排出形状 259
参考文献 260
第12章 典型水力旋流器简介 261
12.1 NATCO公司水力旋流器 261
12.1.1 OilspinAV液－液水力旋流器 261
12.1.2 Mozley Sandspin固－液水力旋流器 262
12.1.3 Mozley Wellspin井口除砂器 263
12.1.4 Mozley水力旋流器的布置方式 264
12.2 Krebs Engineers公司水力旋流器 265
12.2.1 用于细粒分级的大直径Krebsg MAX型旋流器 265
12.2.2 Krebs D系列标准旋流器 266
12.3 Conoco Specialty Products Inc．公司水力旋流器 269
参考文献 270
符号说明 271