1 绪论

1.1 概述

1.2 旋转流体运动的基本知识

1.2.1 旋转流体运动的基本方程

1.2.2 自由涡运动与强制涡运动

1.2.3 组合涡运动

1.3 固液两相流的基本知识

1.3.1 主要物理性质

1.3.2 两相流伯努利方程

1.4 离心力场中固相颗粒在液体中的沉降

1.4.1 自由沉降

1.4.2 干涉沉降

2 水力旋流器内液体的流动

2.1 概述

2.2 液体的流动模型

2.3 液体流动的速度分布

2.3.1 切向速度

2.3.2 轴向速度

2.3.3 径向速度

2.4 流体压力分布

2.5 固液两相流湍流特性及对分离分级的影响

2.5.1 水力旋流器湍动特性

2.5.2 湍流对分离和分级的影响

2.6 流体边界层

2.6.1 顶盖边界层

2.6.2 边壁边界层

2.7 空气柱

2.7.1 空气柱的产生

2.7.2 空气柱的形状大小及作用

3 水力旋流器内固相颗粒的运动

3.1 概述

3.2 固粒的径向运动速度

3.3 固粒的轴向运动速度

3.4 固粒的切向运动速度

3.5 颗粒的浓度分布

3.6 单一密度颗粒按粒度分布规律

3.7 不同密度颗粒在水力旋流器内的运动及分布

3.8 重介质旋流器内按密度分层的规律

3.8.1 重介质水力旋流器分选原理

3.8.2 颗粒在重介质旋流器中的分层规律

4 水力旋流器流场研究方法

4.1 概述

4.2 实测研究方法

4.3 理论计算方法--湍流数值模拟

5 水力旋流器的主要工艺指标

5.1 概述

5.2 压力降

5.3 生产能力

5.4 分离总效率

5.4.1 总效率的定义

5.4.2 修正总效率

5.5 分离粒度

5.5.1 理论公式

5.5.2 经验公式

5.6 分级效率

5.6.1 分级效率定义

5.6.2 分级效率计算

5.6.3 分级效率与总效率的关系

5.7 分离精度

5.8 分股比

5.9 溢流浓度

6 水力旋流器单元参数设计

6.1 概述

6.2 水力旋流器直径

6.3 锥体角度

6.4 进料口断面尺寸

6.5 溢流管

6.5.1 溢流管内径

6.5.2 溢流管插入深度

6.5.3 溢流管壁厚

6.6 底流口直径

6.6.1 与生产能力的关系

6.6.2 与分离粒度与分离效率的关系

6.6.3 与分流比的关系

6.6.4 与底流含固量的关系

6.7 内表面粗糙度及装配精度

6.8 进口压力和压力降

6.9 进料固相浓度

6.10 进料固-液相密度

6.11 进料粘度

6.12 进料固相粒度组成

7 水力旋流器无因次比例放大

7.1 概述

7.2 处理低浓度物料时水力旋流器的比例放大

7.2.1 根据试验数据计算现有旋流器的比例放大系数

7.2.2 预测现有旋流器性能

7.2.3 给定过程条件下旋流器尺寸的选择

7.2.4 旋流器尺寸与进口压力的选择

7.2.5 旋流器尺寸、操作压力与分离粒度的优选

7.2.6 根据运行费用准数判断最佳旋流器比例尺寸

7.3 处理高浓度物料时水力旋流器的比例放大

8 水力旋流器的操作与控制

8.1 概述

8.2 水力旋流器的安装

8.2.1 水力旋流器的安装倾角

8.2.2 水力旋流器进出口管安装

8.2.3 水力旋流器组并联布置

8.2.4 辅助设备配置

8.3 水力旋流器操作控制与调节

8.3.1 压力降对生产能力的影响

8.3.2 压力降对分离性能的影响

8.3.3 压力降对分股比的影响

8.3.4 旋流器底流口控制的影响

9 水力旋流器的磨损与材料

9.1 概述

9.2 磨损机理

9.2.1 磨损分析

9.2.2 固粒的磨蚀作用

9.2.3 气蚀破坏

9.2.4 磨损机理的研究

9.2.5 复合磨损模型

9.3 减磨措施

9.3.1 过流表面的材料与结构

9.3.2 悬浮液流态对磨蚀的影响

9.4 耐磨材料

9.4.1 耐磨铸铁

9.4.2 铸石

9.4.3 耐磨橡胶

9.4.4 碳化硅

9.4.5 聚氨酯

9.4.6 尼龙与聚甲醛

9.4.7 耐磨新材料与展望

10 水力旋流器系统网络设计

10.1 概述

10.2 溢流串联系统网络设计

10.3 底流串联系统网络设计

10.4 溢流串联与底流串联并存系统网络设计

10.5 混联系统网络设计

10.5.1 多级逆流洗涤系统

10.5.2 淀粉浆洗涤系统

10.5.3 超小型旋流器组

10.6 水力旋流器与其他分离设备联用

10.6.1 磨矿闭路循环流程

10.6.2 料浆预处理流程

10.6.3 磷酸污水封闭循环流程

11 水力旋流器的结构类型

11.1 概述

11.2 水力旋流器柱锥器壁的各种组合类型

11.2.1 长锥型旋流器

11.2.2 短锥型旋流器

11.2.3 长柱型旋流器

11.2.4 短柱型旋流器

11.2.5 全柱型旋流器

11.3 水力旋流器特型结构

11.3.1 进料管结构

11.3.2 溢流管结构

11.3.3 旋流器器壁结构

11.3.4 底流管结构

11.4 内部增加附件的水力旋流器

11.4.1 内部增加中心锥的水力旋流器

11.4.2 内部增加中心固棒的水力旋流器

11.4.3 内部增加旋转叶轮的水力旋流器

11.4.4 内部增加空气导管的水力旋流器

11.4.5 内部增加小旋流器的水力旋流器

11.4.6 内部增加弹簧振子的水力旋流器

11.4.7 内部增加卸料螺旋的水力旋流器

11.5 复合力场型水力旋流器

11.5.1 磁力水力旋流器

11.5.2 磁流体水力旋流器

11.5.3 电化学水力旋流器

11.5.4 充气水力旋流器

11.6 组合式水力旋流器

11.6.1 双涡水力旋流器

11.6.2 圆柱-圆椎两段组合式水力旋流器

11.6.3 母子水力旋流器

11.7 类水力旋流器设备

11.7.1 旋流动态薄层气压过滤机

11.7.2 旋流式浮选器

11.7.3 喷射式浮选槽

12 水力旋流器固液两相湍流数值模拟

12.1 液相湍流数学模型

12.1.1 控制微分方程组

12.1.2 水力旋流器柱坐标K-ε模型

12.2 湍流模型的数值计算方法

12.2.1 流场的划分

12.2.2 微分方程的离散化

12.2.3 速度与压力校正--SIMPLER算法

12.2.4 代数方程组的求解和边界条件

12.2.5 欠松弛方法和收敛判别原则

12.3 固相颗粒动力数学模型

12.2.1 几种典型的固粒模型简介

12.2.2 确定颗粒轨道模型及其计算方法

12.4 湍流数学模型在水力旋流器中的应用

参考文献