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水力分级和水力旋流分级原理与特点
水力分级过程实质上是利用流态化原理来实现颗粒分级的。在重力场中的水力分级管内流体向上流动而固相颗粒受重力作用在其中向下沉降。由于一定大小的颗粒在一定的流体系统中的重力沉降终速是一定的于是可以通过调节分级管内流体的速度调节分级管柱段部分直径或流体体积流量来获得所需的分级粒径。由于重力场中的水力分级受到重力场强度的制约使颗粒的分级临界粒径下限、分级过程所需时间以及分级设备体积等增大所以往往引入旋转流来强化水力分级过程。在旋转流体内由于离心力场的作用颗粒进行离心沉降。显然当离心分离因数较大时离心沉降终速比重力沉降终速大得多。因此在处理细粒级颗粒物料时水力旋流分级比重力分级要有效得多。水力旋流分级通常在水力旋流器或称旋流器内完成。
水力分级是煤泥在水流中按其沉降速度的差别分成不同的粒级的过程。水力分级是在水平、垂直或旋转水流中进行的。煤泥在煤泥水中的沉降速度应按干扰沉降速度公式计算。 煤粒在水中的自由沉降速度按斯托克斯公式求得：
式1
0v——煤粒在水中的自由沉降速度，cm/s;
d——煤粒的粒度，mm；
x——煤粒的形状系数，一般取x=0.7; δ——煤粒的密度，g/3cm；
Δ——水的密度，Δ=1 g/3cm。
煤粒在水中的干扰沉降速度按下式计算：
n0(1)STvvλ 式2
0v——煤粒在水中的自由沉降速度，cm/s;
STv——煤粒在煤泥水中的干扰沉降速度，cm/s;
n——实验系数，一般取n=5~6;
λ——给料煤泥水的固体容积分数，
（以小数表示）。 由式1和式2可知，煤泥在煤泥水中下沉的快慢取决于颗粒的密度、粒度和煤泥水的浓度。因为沉降速度和煤粒直径的平方成正比，所以煤泥的沉降速度主要取决于颗粒的尺寸。粒度大，下沉速度快；粒度小，下沉速度慢。
水力分级旋流器是利用离心力加大煤泥沉淀速度的煤泥分级装置。由于它结构简单，便于制造，处理量大，没有运动部件等优势，目前得到广泛应用。
水力分级旋流器结构
上部为圆柱体，下部为圆锥体。在圆柱体的中央插有溢流管，在圆锥体的底部开有排料口，进料管与圆柱体相切连结。