纤维水泥制品行业生产中循环用的混(回)水大量存在,如果不能很好地加以利用,一方面会影响制品的强度,另一方面会造成废渣沉积、增加生产成本,同时使作业环境恶化。通过对循环混水工艺和设备的改进,使混水得以及时利用,清混水罐8个月甚至13~14个月清一次也不会发生堵罐和积渣现象。

为了提高分级旋流器的底流浓度,实践中往往出现盲目提高入料压力的操作误区。通过工业性试验研究了操作压力对250mm水力旋流器的分级和浓缩效果的影响规律,发现旋流器的最佳分级效率与最佳浓缩效率处于不同的压力区间。因此,在实际操作中应合理控制旋流器入料压力,避免过度浓缩导致分级效果恶化。

科里奥利力是在旋转坐标系中由于物体相对于旋转坐标系运动所产生的一种惯性力，简称科氏力。水力旋流器的内部流场是高速旋转的离心分离流场。本研究采用计算流体力学方法模拟水力旋流器内高浓度分散相的分布，对颗粒受到的科氏力进行分析。RSM模型用于描述流场的湍动特性，LPT 模型对颗粒相的运动进行追踪，模拟结果与试验数据的吻合性较好。结果表明，在水力旋流器内，由于锥体段的湍流强度较高，科氏力的方向具有较强的随机性。在切向方向，随粒径增大，曳力和压力梯度力递减而科氏力递增，当粒径增大到52μm 时，科氏力的量级与曳力相当，此时科氏力的作用是不可忽略的。

以常规双锥液-液分离水力旋流器的切向双入口结构为研究对象，利用计算流体动力学（CFD）方法，基于离散相模型（DPM），对离散相油滴在旋流入口处的不同入射位置点的运移轨迹进行分析。研究入射位置与油滴运移轨迹之间的规律，并依此对旋流入口进行分区。得出了常规双锥结构旋流器的双切向入口截面不同区域对油滴运移轨迹的影响规律。完成了决定离散相油滴被溢流捕获还是由底流逃逸的入口区域划分。并设计出一种可提高目标结构旋流器分离效率的新型入口结构。通过开展室内试验，对本文所设计新型入口结构进行了性能验证。

针对工业污水处理系统中水力旋流器壁面的冲蚀磨损问题,采用FLUENT软件中RSM模型和DPM模型模拟水力旋流器内液、固两相流的流动情况,并以Grant和Tabakoff碰撞模型求解器壁冲蚀磨损速率。研究了不同颗粒流速、粒径和质量流量条件下器壁冲蚀磨损规律以及最大冲蚀磨损位置。结果表明:旋流器壁面最大冲蚀磨损率随着颗粒流速的增大而呈指数递增,与质量流量呈正相关关系,但与颗粒粒径呈不完全线性增长关系;旋流器壁面冲蚀磨损率随着颗粒流速、粒径和质量流量的改变而不同,其中颗粒流速变化的影响最大、质量流量次之、粒径的影响最小;固体颗粒碰撞和磨削旋流器壁面而引起局部磨损,并且影响最大冲蚀磨损区域的出现位置。

基于响应面(Response Surface Methodology,RSM)方法,以同向出流水力旋器为研究对象,以结构参数为输入变量,以底流口含油浓度为响应目标,分析旋流器分离效率随各结构参数在一定范围内的变化情况。完成不同结构参数对旋流器分离性能影响的局部灵敏度分析,同时基于多项式模型构建结构参数与响应目标间的回归方程,进而拟合出最佳的结构参数及分离效率。采用方差分析方法对回归方程进行灵敏度及精度分析,同时加工旋流样机对模型预测出的最优结构进行室内试验验证。结果显示回归方程具有较高的精度及灵敏度,预测出的旋流结构分离效率为96.58%,比初始结构效率升高了4.45%,与试验结果一致。充分验证了所得回归方程以及预测结果的准确性。