刘培坤 李子硕 杨兴华 张悦刊

（山东科技大学机械电子工程学院，山东 青岛 266590）

水力旋流器是一种利用离心沉降原理进行多相分离的有效设备，具有结构简单、占地面积小、操作方便、效率高等优点，被广泛应用于石油、化工、采矿等行业［1-4］。但是由于旋流器的工作原理独特，导致其中心处形成低于外部空间压力的负压区，而外部空气则会通过溢流管和底流口进入负压区形成空气柱，对旋流器的分离精度和分离效率造成影响［5-6］。

研究表明，因压力波动引起的空气柱形状的变化以及界面浮动都要消耗旋流器内的能量［7］，为减少这部分能量消耗，国内外众多学者对旋流器提出了改进。方勇等［8］通过提升旋流器的底流背压来防止空气从底流口进入旋流器形成空气柱，提升了流场稳定性。刘培坤等［9］提出一种带中心固棒的钟形溢流管旋流器，通过设置中心固棒来抑制空气柱的形成，提升了分离效率，并且采用钟形溢流管结构，减小了短路流。张恒等［10］在中心固棒的基础上增加固体双锥，提出中心锥型旋流器，该中心锥结构迫使内旋流中的粗颗粒重新进入外旋流，强化了分离效果，但该结构的存在导致旋流器有效分离空间减小，同时中心锥下锥面处速度方向变化率大，破坏了流场稳定性。

为进一步提升旋流器分离性能，笔者对中心固体双锥的下锥面进行改进，提出一种带有中心曲面锥型插入物的水力旋流器（下文称：中心曲面锥型旋流器）。……