螺旋流

《物理学名词》第三版。 2100433B

2019年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

辐合螺旋流大多发生在较大的顺直河段中，由两个或两个以上旋转方向不同的纵轴环流组成，但在各个环流的交界面上流向必须相同。辐合螺旋流多半是由于涨水或落水时流量突然变化而形成的。2100433B

在水介质旋流器内，流体运动由切向、径向和轴向分速度组成。3个分速度的综合作用，使物料实现按密度分选。其主要运动形式是三维空间螺旋运动、外螺旋流和内螺旋流。外螺旋流绕中心轴线向下运动在底锥内分离出一部分绕中心轴线向上作旋转运动，旋转方向与外螺旋流一致，但垂直运动方向相反。原煤在介质流运动过程中，低密度颗粒向中心轴线区集中，由内螺旋流携带向上通过溢流管排出;高密度颗粒向器壁外集中，由外螺旋流携带向下，通过底流口排出。如图1所示。

结构特性：水介质旋流器锥角大，分单锥角和复锥角2种。主要型号有DSM型、SJX型和CWC型，结构参数列于表1。中国研制的SJX型水介质旋流器(图1) 技术规格列于表2。

表1 选煤用水介质旋流器结构参数

表2 SJX型旋流器技术规格

旋流器的结构参数和工艺条件对分选效果的影响：

(1)锥体角度。锥体角度增大，分选密度提高，反之减小，分选密度降低。通常单锥角的水介质旋流器的锥体角度在90°左右。

(2)旋流器的3种口径。入料管口径增大，流量增加，要保证入料口速度大于6～12m/s;溢流管口径增大，流量增加，分选密度提高，要保证物料在旋流器内有一定的滞留时间;底流口径增大，分选密度降低，底流口径减小，分选密度提高，要保证底流物料排放通畅。底流口径与溢流管口径之比称为锥比。锥比大，分选密度降低; 锥比小，分选密度提高。

(3)溢流管插入深度。通常将旋流器溢流管底口与筒体、锥体交接面的垂直距离用△H表示，称为自由间隙。增加△H，分选密度降低;减小△H，分选密度提高。

(4)入料口压力。为了保证有足够的离心力，入料口压力要随旋流器直径和处理量的增大而增加。

本书全面介绍了粒子图像测速原理，以及利用粒子图像测速技术研究石油工程中常见螺旋流的实验方案和结论，兼顾理论性和实践性，对相关实验研究具有很强的指导性。全书共七章，主要包括粒子图像测速原理、垂直管中螺旋流的流动规律、聚驱井地面驱动螺杆泵井筒中螺旋流的流动特征、水力旋流器内部螺旋流场特征、螺旋流对聚驱井杆管偏磨的抑制作用、螺旋气锚液相旋转流场及气锚分气效率、结论。

本书可供石油高等院校相关专业教师、研究生，以及工程技术人员阅读。