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旋流过滤器广泛应用于各工业领域,是一种将旋流与过滤结合的固液分离设备。它兼具了水力旋流器无转动部件、操作简单方便等优点,同时引入了过滤特性,一定程度上提高了分离效率,解决了细小颗粒分离的难题。
本文根据导叶式旋流过滤器的基本结构,设计制造三组旋流过滤器,采用实验和模拟相结合的方法对其进行研究分析。实验通过改变旋流过滤器的圆筒柱段高度,研究其对旋流过滤器分离效率、压力降、过滤流量的影响,优化出最佳结构的旋流过滤器,分析进料流量、底流率、进料浓度及物性参数对分离性能的影响。实验结果表明柱段高度的增加,可提高旋流过滤器的分离性能;影响分离性能的还有进料流量、进料浓度以及物性参数。数值模拟采用雷诺应力模型,分析了模拟结果与实验结果存在微小的误差来源;通过对三种结构旋流过滤器的三维速度、压力、湍动能及其耗散率和二次流分布位置的进行对比分析,得出其内部流动状态,对旋流过滤器的改造升级有指导意义。
本文的研究将为旋流过滤器的进一步研发与应用奠定一定的基础,为广泛应用的固液分离设备增加另一种选择。