李 峰，刘培坤，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）

关键字：涡状线进料体；数值分析；湍流黏度；陡度指数

0 引言

水力旋流器是一种常见的固液分离设备，工作原理就是将流体压力能转化为动能进而产生离心力，颗粒在离心力和流体阻力的共同作用下进行径向分离。当离心力大于流体阻力时，粗颗粒会沿径向运动到器壁，随后在重力的作用下由底流口排出，当离心力小于流体阻力，细颗粒沿径向往旋流器中心运动由溢流口排出［1-3］。由于设计简单，处理量大，占地面积小，分离效率高等优点被广泛应用于石油、化工等行业。虽然水力旋流器有着众多的优点，但是也存在自身的缺点，如能量损失大、颗粒碰撞剧烈导致破碎、底流和溢流容易出现颗粒的错位等等，如何克服这些缺点仍然是研究热点［4-7］。

合理进料体结构不仅可以使流场更稳定，还可以为颗粒提供一个较好的预分离轨道［8-10］。为了克服直线式进料体的缺点，近年来研制出来的渐开线式、螺旋线式、弧线式和同心圆式进料体能有效的降低能量的消耗，提高的旋流器的分离效率。这几种曲线形式进料体结构的曲率半径几乎与圆柱体相似，使得颗粒在预分离轨道平稳过度到圆柱体，减少了颗粒与筒体之间的碰撞。涡状线是一种多曲率组合式曲线，而且相邻位置的曲率半径差值较小，使颗粒在运动过程中较为平稳。然而涡状线式进料体对水力旋流器内部流场和分离性能的影响在相关文献中还没有过深的提及，因此对涡状线进料体的研究是很有必要的。……