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[摘 要]水力旋流器分离效率的影响因素有很多，具体来说氛围三个部分：结构参数、操作参数和物性参数。在技术上可以通过改进结构来提高分离效率，但是潜力有限。优化操作参数可以达到最高的分离效率，然而却受到结构和物性的制约。影响水力旋流器分离效率的决定因素就是油水性质，因此对油水性质的研究是未来水力旋流器的发展方向。
[关键字]水力旋流器；分离效率；影响因素；发展方向；
中图分类号：TP287 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0268-01
水力旋流分离器实际上就是一种新型的油水分离装置，可以分离非均匀相混和物，从而来完成液体澄清、固相颗粒洗涤、液体除气、除砂、固相颗粒分级与分类，以及两种非互溶液体的分离等。具有无运动部件和化学反应等优势，结构简单、设备紧凑、占地面积小，成本低廉，处理效率高等优势。在社会的多个领域都得到了广泛的应用，主要应用在轻质油和采出液分离中，并取得较好的效果，在预分和除油得到广泛研究和应用。预分是对含油率高于26%的情况，对分离效率没有太多要求，主要目的是为了提高水中的含油量。而对含油率低于26%的使用除油型，降低水中的含油量，从而保证水达到排放标准，这就对分离效率作出较高的要求。
1. 水力旋流器概述
水力旋流器主要有四个部分构成，即切向入口、旋流器的直筒段、旋流器锥段、底流口和溢流口。入口形式有单切向、双切向和轴向切向三种；旋流器的直筒段分为长柱型、短柱型和全柱型；锥角的大小可以分为长锥型和短锥型。其中长锥型在工业中应用很是广泛，因为它的锥角小于25度，可以应用在较高要求的液体澄清或者悬浮液浓缩中，短锥角与之相反，主要是对固态颗粒进行分类。旋流器的工作原理是将待分解的液体从切向口倒入，并设置相应的切向与切向速度，然后在旋流腔内形成涡流运动。对进入锥段的物料进行加速，根据不同的密度进行成分分离。而后随着锥段半径的缩小，由中心部分的轻组分形成反流，保持原有的轉动方向，由顶部的溢流口排出，形成内旋流，内外侧液体就会继续向底流口运动，从底流口排出，而运动的整个过程就形成了外旋流。
2. 结构参数对分离效率的影响
我们知道水力水力旋流器通常由圆柱段、锥段，入口和出口组成。 入口结构有单双切向和轴向切向三种，一般来说在入口下方安装导流叶片可以使得流体产生旋转运动，这种入口就是轴向入口。采用这种技术，与常用的单切向入口可以保证在运动的过程中，无偏心相信，降低径向压力，提高油水分离效率，但是这种处理办法需要较大的流量。Small认为，改变入口的行驶可以有效提高旋流分离效率；对于圆柱段的结构参数来说，主要是为了避免由于强剪切力破碎油滴，保证切向速度稳定。因此在选用的时候，要选用尽量短的圆柱段，一般圆柱段的长度为直径的2倍。
溢流口也是影响分离效率的关键因素，它的直径要根据物料的含油率来进行选取，含油率越低，直径越小。当然在满足分离效率的情况喜爱，尽量选取直径较小的溢流口，可以有效减少溢流油中的含水量。为了避免短路流情况的产生，可以在一定程度上增加溢流管的长度，并在侧壁开孔。对于锥形区来说，为了促进油水分离，采用两段双曲线的结构，一段锥形用来增强漩涡流动，二段细长的锥型用于增加油滴的停留时间，另外还可以通过增加底流管长度来增加油水分离的稳定性，提高分离效率，一般来说，最佳的尾管长度是旋流直径的10倍。
3. 操作参数和物性参数对分离效率的影响
对于水力旋流器来说，其操作参数也有三个类，即入口流量、溢流分率、PDR（溢流压力损耗与底流压力损耗比）。入口流量不是一个固定的数值，是一个最佳的范围区间，在此区间内分离效率达到最佳。随着流量的短暂增加，提高分离效率，并且PDR会保持稳定；流量短暂下降，会使得PDR上升，对分离效率没有任何影响。通过多位研究人员对旋流器进行分析，发现随着流量的增加，底流和溢流的压力损耗都会增加，而且溢流增加的压力损耗远远高于底流损耗的增加量，增加量PDR，这就相当于增加了轴向压力梯度，从而增加溢流比。溢流流量入口与入口流量的比就是溢流分率，水力旋流器的分离效率与溢流分率正比例相关。大的溢流分率会降低含油量，因此为了保证分离效率，就需要减少溢流分率，当然在溢流分率达到最小的情况下，分率效率也会相应的减缓。优化操作参数，可以有效提高分离效率，单双它收到油水性质与旋流器结构制约，适用范围很小。
物性参数，即含油浓度、油滴直径、年度最佳、pH值对旋流器分离效率的影响。通常来说主要是对含油浓度与油滴直径的影响进行研究。对于含油浓度来说，在一定的范围内，分离效率与含油浓度成正比例相关，因此需要保证充足的溢流分率与流量。油滴直径影响着分离效率，一般来说，旋流器可以充分分离100μm以上的油滴，而不可分离20μm以下的油滴。为了提高分离效率就需要提高油滴直径，常用的办法就是在旋流器入口使用性能增强聚结器，使得小油滴聚结成大油滴，从而来提高分离效率。
总结
随着社会科技的不断发展，水力旋流器的结构也在不断完善，而单一的旋流器结构优化对于混合型油水的分离效率并不高，因此要统筹考虑其操作参数与物性参数，对整体进行优化，从而来提高分离效率。
参考文献
[1]沈建国 水力旋流器处理含聚合物污水试验[J] 油气田地面工程 2012，31（ 11） ： 49
[2]何飘，梁毅，应超 基于分离效率的卧螺离心机CFD分析[J] 化工设备与管道 2014，51（ 5） ： 47-51
[关键字]水力旋流器；分离效率；影响因素；发展方向；
中图分类号：TP287 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）38-0268-01
水力旋流分离器实际上就是一种新型的油水分离装置，可以分离非均匀相混和物，从而来完成液体澄清、固相颗粒洗涤、液体除气、除砂、固相颗粒分级与分类，以及两种非互溶液体的分离等。具有无运动部件和化学反应等优势，结构简单、设备紧凑、占地面积小，成本低廉，处理效率高等优势。在社会的多个领域都得到了广泛的应用，主要应用在轻质油和采出液分离中，并取得较好的效果，在预分和除油得到广泛研究和应用。预分是对含油率高于26%的情况，对分离效率没有太多要求，主要目的是为了提高水中的含油量。而对含油率低于26%的使用除油型，降低水中的含油量，从而保证水达到排放标准，这就对分离效率作出较高的要求。
1. 水力旋流器概述
水力旋流器主要有四个部分构成，即切向入口、旋流器的直筒段、旋流器锥段、底流口和溢流口。入口形式有单切向、双切向和轴向切向三种；旋流器的直筒段分为长柱型、短柱型和全柱型；锥角的大小可以分为长锥型和短锥型。其中长锥型在工业中应用很是广泛，因为它的锥角小于25度，可以应用在较高要求的液体澄清或者悬浮液浓缩中，短锥角与之相反，主要是对固态颗粒进行分类。旋流器的工作原理是将待分解的液体从切向口倒入，并设置相应的切向与切向速度，然后在旋流腔内形成涡流运动。对进入锥段的物料进行加速，根据不同的密度进行成分分离。而后随着锥段半径的缩小，由中心部分的轻组分形成反流，保持原有的轉动方向，由顶部的溢流口排出，形成内旋流，内外侧液体就会继续向底流口运动，从底流口排出，而运动的整个过程就形成了外旋流。
2. 结构参数对分离效率的影响
我们知道水力水力旋流器通常由圆柱段、锥段，入口和出口组成。 入口结构有单双切向和轴向切向三种，一般来说在入口下方安装导流叶片可以使得流体产生旋转运动，这种入口就是轴向入口。采用这种技术，与常用的单切向入口可以保证在运动的过程中，无偏心相信，降低径向压力，提高油水分离效率，但是这种处理办法需要较大的流量。Small认为，改变入口的行驶可以有效提高旋流分离效率；对于圆柱段的结构参数来说，主要是为了避免由于强剪切力破碎油滴，保证切向速度稳定。因此在选用的时候，要选用尽量短的圆柱段，一般圆柱段的长度为直径的2倍。
溢流口也是影响分离效率的关键因素，它的直径要根据物料的含油率来进行选取，含油率越低，直径越小。当然在满足分离效率的情况喜爱，尽量选取直径较小的溢流口，可以有效减少溢流油中的含水量。为了避免短路流情况的产生，可以在一定程度上增加溢流管的长度，并在侧壁开孔。对于锥形区来说，为了促进油水分离，采用两段双曲线的结构，一段锥形用来增强漩涡流动，二段细长的锥型用于增加油滴的停留时间，另外还可以通过增加底流管长度来增加油水分离的稳定性，提高分离效率，一般来说，最佳的尾管长度是旋流直径的10倍。
3. 操作参数和物性参数对分离效率的影响
对于水力旋流器来说，其操作参数也有三个类，即入口流量、溢流分率、PDR（溢流压力损耗与底流压力损耗比）。入口流量不是一个固定的数值，是一个最佳的范围区间，在此区间内分离效率达到最佳。随着流量的短暂增加，提高分离效率，并且PDR会保持稳定；流量短暂下降，会使得PDR上升，对分离效率没有任何影响。通过多位研究人员对旋流器进行分析，发现随着流量的增加，底流和溢流的压力损耗都会增加，而且溢流增加的压力损耗远远高于底流损耗的增加量，增加量PDR，这就相当于增加了轴向压力梯度，从而增加溢流比。溢流流量入口与入口流量的比就是溢流分率，水力旋流器的分离效率与溢流分率正比例相关。大的溢流分率会降低含油量，因此为了保证分离效率，就需要减少溢流分率，当然在溢流分率达到最小的情况下，分率效率也会相应的减缓。优化操作参数，可以有效提高分离效率，单双它收到油水性质与旋流器结构制约，适用范围很小。
物性参数，即含油浓度、油滴直径、年度最佳、pH值对旋流器分离效率的影响。通常来说主要是对含油浓度与油滴直径的影响进行研究。对于含油浓度来说，在一定的范围内，分离效率与含油浓度成正比例相关，因此需要保证充足的溢流分率与流量。油滴直径影响着分离效率，一般来说，旋流器可以充分分离100μm以上的油滴，而不可分离20μm以下的油滴。为了提高分离效率就需要提高油滴直径，常用的办法就是在旋流器入口使用性能增强聚结器，使得小油滴聚结成大油滴，从而来提高分离效率。
总结
随着社会科技的不断发展，水力旋流器的结构也在不断完善，而单一的旋流器结构优化对于混合型油水的分离效率并不高，因此要统筹考虑其操作参数与物性参数，对整体进行优化，从而来提高分离效率。
参考文献
[1]沈建国 水力旋流器处理含聚合物污水试验[J] 油气田地面工程 2012，31（ 11） ： 49
[2]何飘，梁毅，应超 基于分离效率的卧螺离心机CFD分析[J] 化工设备与管道 2014，51（ 5） ： 47-51