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中心进料式动态水力旋流器的性能研究的开题报告

一、选题的背景

动态水力旋流器是把能量转换成旋流和离心力，使固液分离实现更

高效率的一种设备。作为一种流体力学分离器，其在化工、石油、污水

处理等行业有着广泛的应用。

传统的动态水力旋流器是采用旋流管来生成旋流，采用离心力分离

固液。但是由于旋流管内的流动不均匀性和旋流的不稳定性，导致其分

离效果受到较大限制。

为解决这一问题，中心进料式动态水力旋流器应运而生。它采用中

心进料的方式，使渗透流中的固体颗粒不由旋流管进入离心分离区域，

从而提高固液分离效果。

二、选题的意义

目前市面上的动态水力旋流器有着各自的特点和不足，但是无论是

传统的旋流管式还是中心进料式动态水力旋流器都是应用较广泛的。对

于中心进料式动态水力旋流器，虽然其分离效果理论上更优良，但是在

实际应用中其性能依然存在差异。因此，进一步探究中心进料式动态水

力旋流器的性能及其影响因素，对优化设备结构、提高分离效率具有重

要的实践意义。

三、研究内容

本文将以中心进料式动态水力旋流器为研究对象，重点考察以下方

面：

1.设备结构参数的影响因素，包括入口直径、旋流管长度、离心分

离区长度等参数对分离效果的影响。

2.流体力学模拟分析，采用ANSYSFLUENT软件模拟中心进料式动

态水力旋流器内部流动场，探究旋流管的旋转速度对分离效果的影响。

3.分离效果评价，以颗粒分布、分离效率、分离次数等为评价指标，

比较不同结构参数下中心进料式动态水力旋流器的分离效果。

四、研究方案

1.设备设计制造

本文将设计制造出一台中心进料式动态水力旋流器，按照预定方案

选取适当的结构参数，包括重要参数如下：入口直径、旋流管长度、离

心分离区长度、旋转速度、流量等。

2.流体力学模拟分析

采用ANSYSFLUENT软件建立中心进料式动态水力旋流器数值模型，

并进行流体力学仿真计算，以求解出内部的流动场、压力场和固相输运

情况等数据。

3.分离效果评价

对制造出的中心进料式动态水力旋流器进行分离效果评价，分别测

试不同结构参数下的分离效果，统计颗粒分布、分离效率、分离次数等

指标。

五、研究期望结果

1.确定中心进料式动态水力旋流器的优化结构参数及调整方法，

现更高效且稳定的固液分离。

2.通过流体力学分析，探究旋流管旋转速度与分离效果的关系，为

合理设定旋转速度提供参考。

3.通过评价指标的比较和分析，选出最优的中心进料式动态水力旋

流器设计方案，为工业生产提供借鉴和参考。

六、结论

本文的研究将对中心进料式动态水力旋流器的性能研究提供新的视

角和思路，为实现更高效及稳定的固液分离提供技术支持。同时，研究

成果可为实际生产提供指导和应用价值。