杨子渝，张 力

（兰州理工大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730050）

1 引言

泥沙分离器是利用离心沉降原理从悬浮物中分离固体颗粒的设备，因其生产能力大，分离效率高，结构简单等优点而广泛应用于农业、矿业、石油等领域。文献[1]指出旋流器的结构参数对分离器的分离性能具有较大影响，该分离结构主要参数包括：溢流管插入深度、溢流管壁厚、锥体角度、溢流口直径、底流口直径等。由于影响因素众多，结构形式多样，若选用传统优化方法进行全面试验，则试验的次数将很大，往往因各方面试验条件的限制而很难完成。正交试验设计是利用正交表来安排多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法。文献[2]采用正交试验法对风送式喷雾机进行了试验分析，得到了喷雾机的最优参数组合，提升了喷福。文献[3]采用正交试验法对蒸馏过程参数的优化，弥补了依次进行单参数优化方法中的不足，达到了节能降耗的目的。

正交试验法已经广泛应用于石油化工、冶金等领域的优化设计[4-6]，因此尝试运用正交试验法来对分离器的结构参数进行优化，同时运用Fluent对进优化后的模型进行数值模拟分析结合方差分析，综合得出最优结构参数组合方案。

2 模型建立

2.1 网格划分

模型的结构参数约束条件为：圆柱段长度：L=（0.7～2.0）D，进料口：di=（0.15～0.25）D；溢流口：du=（0.2～0.3）D；底流口直径：do=（0.15～1）D；溢流管插入深度：h=（0.33～0.5）D；溢流管壁厚：t≤D-2di；锥体角度（12～24）°；式中：D—圆柱直径。不同实验方案采用相同的建模和网格划分方法，在UG中建立分离器的几何模型，如图1所示。……