水力旋流器是利用离心力来加速矿粒沉降的分级设备,它结构简单、占地面积小、分级效率高、处理量大,被广泛应用于分离去除污水中较重的粗颗粒泥砂。随着污水分离的工况变得越来越复杂,如何优化和定制水力旋流器的结构参数,使其适应多种多样的工作环境,提高分离效率,成为了企业越来越关注的问题。为满足某公司需要,对于水、油、铝颗粒三相耦合的介质,要求先用水力旋流器分离介质中的铝颗粒,再经过除油盒静置过滤,得到清液,达到过滤的效果。由于除油盒的工作原理为静置过滤,要求流量不能太高,否则会影响其过滤效果,所以需控制出口流量,以保证过滤精度。参照现有最新行业标准(JB/T 9035-1999),目前没有完全符合要求的旋流器型号,为满足公司的要求,同时保证过滤精度,需要对现有水力旋流器的结构和参数进行优化和分析改进,以满足工作需要。根据所要求的工况条件,对旋流器进出口流量做出要求,并对水力旋流器进行优化。本课题研究的主要内容有:(1)选型建模。对市面上现有型号水力旋流器根据工况要求初步选型,建立模型。(2)数值分析。对现有水力旋流器模型进行流场模拟。首先用ICEM CFD对模型进行网格划分,然后用Fluent进行流场模拟,得到水力旋流器的颗粒的速度分布云图和固相颗粒分布情况,从而确定优化方案。(3)建立优化方案。对重要参数进行分析,优化结构参数,优化其结构参数使达到目前环境下最高效的运行状态,得到符合要求的结果。(4)设计正交试验。设计9种不同情况并做讨论,分别建立模型,并对其进行网格划分。分别对9种情况做数值模拟,得到污液在水力旋流器中的速度分布云图以及固相颗粒分布情况图,求解计算各种情况的分离效率,挑选出最佳方案。(5)分析优化方案。对优化方案进行验证,证实优化后的该方案满足工况要求。咨询厂家后得知可以生产制造,并投入生产线使用。