旋流溶气气浮材料汇集1.doc

旋流溶气气浮设计材料一、旋流溶气气浮简介1、旋流式溶气气浮机工作原理为钢制结构，其工作原理是：经过溶气泵的溶气水中的空气在水中析出，形成大量致密的微气泡群，在缓慢上升过程中吸附悬浮物，使悬浮物密度下降而上浮，达到去除SS和CODcr的目的。2、旋流式溶气气浮机主要构造说明： 气浮系统 气浮系统集进水、絮凝、分离、集水、出水于一体，与传统气浮设备类似，设有一个稳流室、溶气释放室，使处理性能更稳定，效果更优越。 稳定室：通过折板反应的原水，流速很高，若直接与溶气水接触，会消散微小气泡，影响气泡沾附絮块效果，从而降低气浮处理效率，若增加了稳流室，使湍流的原水动能消耗，匀速进入溶气水释放室，从而有力保证了去除效果。 溶气释放室：溶气释放室与分离室于一个槽体。中间隔开，溶气水与絮凝完毕的原水在此粘附，缓慢上升，进入气浮分离室，保证了絮凝块与微小气泡的接触空间与时间，使溶气水的释放率达80-100。溶气系统 对于气浮设备来说，溶气系统好比是气浮设备的“心脏”，也是气浮设备的最主要的部件，在这个阶段，气与水在泵的进口处一起吸入，经剪切加压混合成溶气水，气液两相充分混合并达到饱和,整套溶气系统最大的含气量达30，且气体的溶解度为100，使气体弥散时的微气泡分布均匀，平均气泡直径小于30um。该旋流式溶气气浮机溶气系统是对传统气浮改进和技术创新，提高了气浮分离效率，大大降低设备生产和运行费用。刮渣系统 刮渣机的运行方式及速度直接影响到气浮出水的水质和污泥含固率。旋流式溶气气浮机采用回转式刮渣机，可将浮渣连续均匀地刮入浮渣槽，减少了浮渣相互碰撞的现象；另外，高度可调的刮板能更好的适应各种运行条件，降低污泥含水率。控制系统 控制系统均采用先进的电器元件，以保证设备的长期有效运行。配套设备 气浮药剂和加药设备也是确保处理效果的重要因素，我们可根据用户的需要提供配套的加药设备和优化的组合药剂。一般气浮机所选用气浮药剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝。3、旋流式溶气气浮机功能特点：1）溶气泵边吸水边吸气，泵内加压混合、气液溶解效率高、细微气泡30um。2）溶气泵可取代循环泵、空压机、溶气罐、射流器及释放头等组成的复杂系统。3）低压运行，溶气效率高达99，释放率高达99。4）微气泡与悬浮颗粒的高效吸附，提高了SS的去除效果。5）溶气水溶解效率80-100，比传统溶气气浮效率高3倍。6）压力-容量曲线平坦，容易实现自动控制，易操作易维护、噪音低。7）旋流式溶气气浮机能够去除污水中的油脂、胶状物和纤维悬浮物，降低了BOD、COD、SS等排污负荷，同时可明显改善水质的颜色。8）旋流式溶气气浮机主要用于造纸、化工、纺织、印染、皮革、食品、酿造、饮料、制药、屠宰等行业工业污水的净化处理。二、溶气泵溶气泵介绍溶气泵在以下工艺过程中能达到非常完美的效果，溶气气浮、溶气工艺、中和工艺、除锈、费水脱硝、饮用水的臭氧化处理、工艺用水、重水和废水会用技术等。在许多工艺过程中，泵往往要输送含有未溶解的气体或蒸汽的液体。溶气泵由于有特殊设计的水力学部件，是专用来解决和输送溶气液体的泵。当液体和气体从泵的进口吸入后，在泵内气体以高度弥散的状态与液体达到完全混合。溶气泵就是动态混合器。它具有以下独特的优势：1） 开式叶轮结构保证了气液混合输送的稳定性和可靠性，同时节能效果显著。2） 根据泵的规格型号不同，可以稳定的输送含气量达30%的液体。3） 液体溶气是的溶解度达到100%饱和状态。4） 气体在液体中以弥散状态存在，气泡的平均直径在30微米之内。5） 气体从泵的进口直接吸入，与传统方式相比系统大大简化。溶气泵的基本属性：1、 卧式、模块化设计；2、 开式叶轮，没有轴向力；3、 叶片扩压器可抵消主轴径向力；4、 单端面或双端面机械密封、磁力驱动联轴器；5、 溶气量可达到30%；6、 最佳的气液组合；7、 高度弥散效果；8、 微气泡量大且均匀；9、 泵体材料有灰口铸铁、青铜、不锈钢、双相钢等；10、工作压力：可达30bar11、工作温度：40到140；12、液体的粘度：可达115mm2/s；13、流量范围：0.560m3/h。三、旋流溶气气浮机水力旋流器水力旋流器基于水和油的密度差异。流体（产出水）的离心力作用下，油向水力旋流器产生的漩涡的中心迁移，进而聚集到水力旋流器的一端，而水达到另一端。 水力旋流器的结构外观示意图水力旋流器已经被应用了很多年，它有很多显著地有点，其中最大的应该在于他的占地面积和重量。结构紧凑，使其在海洋应用方面有很大的吸引力，因为海上处理甲板空间的费用较高。它也适用于处理相对而言浓度较高的含油污水的处理（最大可以为2000ppm），具有高度灵活性。这项技术主要的缺点在于装置要求油的密度必须与水的密度有较大的差别以保证装置的效率。API值小于1517的油类用此种方法进行分离较为困难，而且可能会引起设备内部的阻塞。粘性较大、难破乳、粒径小的乳化液也会对旋流分离器造成严重的破坏，严重影响其处理效率。由于其本质决定，水力旋流器需要提供较大的压差，如果没有足够的进口压力，处理就会受到影响。压差会随着单个旋流器的开启和关闭而发生变化，而且进水流量一般起伏不定，这些都会影响其处理效率。而单个旋流器的处理能有有限，为满足要求多级并联又会造成结构异常复杂。其他的限制还包括水力旋流器会因流体变化等引起的结垢造成液体通道的堵塞，产生额外的压力损失。现今市场上已经得到应用的几种旋流气浮简介1、 Epcon CFU目前在海上油田现场应用业绩最为突出的当属挪威Epcon公司的紧凑行气浮装置（CFU），该设备为一种组合型高效废水处理装置，将旋转离心分离技术和脱气气浮分离技术有效地结合于一体，对含油污水进行处理，大幅降低了含油污水的含油量。脱气气浮组合罐主要由两大部分组成。第一部分包括组合罐的主体部件：圆柱形的垂直罐、内筒、入口导片（或称内导片）和水平圆板。圆柱形的垂直罐，其高度和直径是组合罐的重要参数，它决定着组合罐的处理能力，罐的高度和直径的比率在1:1至1:2之间时处理效果最佳。罐的芯部配有一个圆筒，位于罐体的上部，一直延伸到罐体大约2/3的位置，罐体底部有一个圆形挡板，挡板和 外壁之间存在空隙。为使水流通道不受限制，内筒和组合罐的直径比为0.5时处理效果最佳。入口导片位于内筒与罐壁之间，与入口连接以导入污水，引导进入的污水流产生向上的螺旋流动。入口导片可长可短，与罐周向壁形成一个周向角；导片螺旋上升，存在一个倾斜角。入口导片的周向角和倾斜度是极为重要的两个参数，它的改变将极大影响脱气气浮组合罐的分离性能。第二部分包括处理水入口、油气出口、水出口以及油泥出口。含油污水经外部注其后沿切向入口进入到装置内，通过螺旋导片的引导在内筒与筒体之间的环形空间形成较为柔和的旋流运动，释放的微气泡和油滴等较轻组分在离心力的作用下向内筒外壁运移，运移过程增大了微气泡和油滴接触粘附的机会，为提高气浮净化效率创造力条件。微气泡和油滴形成的粘附体会在缓流板上方及内筒内部空间继续浮升至内筒上方富集，并在压力作用下通过油气出口排除，而净化水则经过缓流板缓流后由净化水出口排出，泥沙经泥沙出口定期清理。CFU示意图这种单级CFU处理单元能够将含油污水中的含油量浓度减少至1520mg/L，而在实际安装中，可以根据特定应用的性能需求来对CFU采取并联或者串联的工作方式，并联使用CFU可以将水中的含油质量浓度降低至10mg/L一下。目前Epcon的CFU装置在世界范围内得到了广泛的应用，并成功的将产出水处理技术的研究重点转移到气浮与旋流技术组合这方面来。随后，很多水务公司纷纷开始研发自己的产品，然而，还是Epcon的CFU装置最为稳定，运用最为广泛，仍是海上产出水处理的首选。中国海洋石油总公司于2008年不得不耗资800万美元从该公司引进安装了一套，以解决西江油田日益增长的采油污水处理难题。2、 西门子Vorsep紧凑气浮系统装置采用压力容器式设计，中下部有一内筒，底部通过排泥口与下部罐壁相接，同时由聚结材料制成的位于罐体中部的隔板固定。罐体上部为聚集区，用于聚集气浮产生的气体和油类物质。Voresp示意图内筒有一定的倾角，一般在014范围内，顶部直径缩小可以逐步提高流体的流速，加大离心力，强化分离。然而，较大的倾角可能会产生较大的湍流，同时，会导致混合液表面冲刷过强，影响较轻组分油类的去除。Voresp机构简图气体由排气口输入到加气设备，循环使用。油类物质有出油口排出。罐体底侧部布置出水口。进水口和回流水入口位于罐体下部约1/3的位置。中心部位的聚结材料隔板有很多作用，不仅可以固定内筒，还可以聚结油滴增大其粒径，强化分离特性，保证流体稳定，优化气浮，粘附小油滴，防止其随着流体排出装置。原水和溶气水切向进入，用于产生旋流。溶气水入口有上下两排，上溶气水入口注气供外侧气浮，下溶气水入口注气用于内筒的涡流气浮。进水管与水平面有一定夹角，一般在110之间；溶气水入口与水平面也有一定夹角，一般在045范围的。如果需要增加停留时间，可以减小夹角，甚至可以将夹角改为负角。含油污水进入Voresp紧凑气浮系统后，流经溶气泵时形成溶气水，在倾斜布置的入口管的作用下被加速产生涡流，这样就产生了离心力，提高了分离效果。在旋流作用下，油滴粒径增大，同时由于气压减小，溶气释放产生微气泡。在微气泡的作用下，油滴加速上升到液面。油滴聚集在液面，最终被撇除，达到油水分离效果。Vorsep紧凑气浮系统处理后的产出水可以用来排放、回用、回注或者进一步处理。与标准的气浮系统比较，Vorsep紧凑气浮系统可以将分离的必要停留时间缩短80%，甚至更多。这样的分离效率就减少了注气水的使用量，最终能够将设备的占地和重量减小很多，而不影响处理效果。装置的应用范围较广，比如海上和陆地生产装置的产出水除油；精炼或重油精选产生污水的二级油水分离；造纸厂污水回收纸浆；处理含油污水。3、 Veolia Cophase 紧凑气浮设备Veolia Cophase紧凑气浮设备，采用立式压力容器设计，以减少占地面积，使之更加适合海上应用。罐体分为两个腔室，分别有隔板隔开。第一腔室位于上部，为进水和排油部分。上隔板上分布着折弯的导流管，连通第一和第二腔室，用来混合气体和流体，以及混合流体产生旋流。第二腔室中心的上部布置着撇油装置，排油管道向下延伸至罐体外部。下隔板与罐体外壁之间有一定的距离，下隔板用来保持出水相对的安静状态，保证出水水质。进水首先经过滤网，能够去除那些较大的颗粒物，防止其对装置产生影响，而后以塞流的形式在罐外侧螺旋向下流，改善停留时间分布。位于装置下部的挡板使水先上升，后向下流至出口，可以有效地减少涡流的产生。水面聚集的富油流体被撇油装置撇除。分离出的气体重新回到罐体上部，以便再次使用。如下图所示，进气方式运用了文丘里原来，导管下部为射流器部分，运用进水来产生气泡。Veolia Cophase 示意图两种导管示意图Cophase紧凑气浮设备采用LoHead射流器，100%的入水都要经过射流器，这样就增大了气泡与油滴接触的几率。通过增加油滴与气泡接触的概率，单位体积容器较高的去除率就能实现。LoHead射流器可以在罐体内产生旋流。旋流在流体上施以离心力，较重的流体和固体在其作用下到达腔体的外围，从而将油类和气泡集中在中心，加速凝聚和凝结。Cohase紧凑气浮设备一个特点就是它所产生的旋流，以及罐体的几何设计都是基于CFD数值模拟设计产生的，可以较好控制罐体内睡了的回混。这样水流经过的分离区域就能够产生“转到塞流”，能够取得比现在仍在使用的老式气浮设备油类更高的去除效率。Cohase紧凑气浮设备的有点有很多，比如：采用循环供气系统，大多数情况下不会消耗气体；提高油类回收率；占地和自重最小化；没有动组件，维护较少；延长运行寿命；减少能耗；陆上和海上的普适能力；适应高流速。4、CETCO CrudeSep旋流气浮技术 美国CETCO Oilfield Services公司于2002年左右着手研发了紧凑型气浮装置CrudeSep，如下图所示。CrudeSep从外形看是高径比1.55，通常为2.5的立式容器。其工作过程为：含油污水从装置上部的切向入口（入口可与罐体切线的方向成一定角度，但要45）进入，随即产生旋流，同时，射流器利用回流水和循环气产生的含微气泡的溶气水也沿切向入口进入而产生旋流，旋流的产生增加了油滴和气泡接触，粘附的机会。为了优化流体流态，切向入口和射流器可以采取多个布置。在旋流离心力和浮力的共同作用下，粘附气泡的油滴不断上浮并聚集成油层，然后在导油板的引导下进入撇油斗，最后经排油管从油出口排出。其中导油板可以是直线形式也可以是抛物线形式。气浮处理后的水流一部分在回流水泵的作用下被泵送到射流器参与溶气，另一部分经排水管排出。CrudeSep通过采用液位传感器对排水阀的自动控制来维持装置内液面的稳定。后来，CETCO Oilfield Services公司又在CrudeSep的基础上推出了改进型的CrudeSep AF，如图所示。CrudeSep AF污水入口与处理水出口均设在装置的底部，主体水流（溶气水）直流至装置上部并聚结成油层，回流水则在内部一系列特殊界面的作用下形成旋流，从而促进油滴之间以及油滴和气泡之间的接触、粘附。聚结增大的油滴再次加入主体水流浮升至油层，此时气体溢出，油滴被撇除，较重的颗粒或泥沙则从装置底部的泥沙出口排出。经测试，改进型的CrudeSep AF比早期的CrudeSep 处理效率提高了35%。5、Gibson应用技术与工程有限公司提出的IGF旋流气浮技术Gibson应用技术与工程有限公司的研究人员认为，高效气浮的发生需要有如下6个条件：1） 首先要能够产生微气泡；2） 能够让微气泡与污水接触；3） 保证足够的接触时间；4） 气浮发生以后要与出水及时分离；5） 气浮产生的富油流体应当及时撇去；6） 及时排水并保证所含气泡和油类物质的含量在一定范围内。在一些装置中，液体的分离区利用强化重力分离以加速分离速度，比如产生弱旋流。然而，无论什么方案，都要竭力避免较强的紊流状态，以保证气泡与油滴的粘附。针对以上问题，Gibson应用技术与工程有限公司的研究人员提出了一种立式气浮方案，这种方案很好的符合了以上的六个条件。如下图所示，该设备主要由圆柱形罐体，收油圆顶、出水内筒等三部分组成。装置采用圆顶出油筒出水，没有动组件，结构简单，充分利用到了气浮和旋流两种技术，分离效果较好。进水通过世界上广泛使用的射流器加入气泡，通过泵体产生的告诉流体通过喉管产生微气泡，用于气浮。与以往气浮装置进水位置装置上部而溶气水进口位于下部不同，进水全部溶气从装置底部进入。如此一来，气浮装置一方面可以有效较少短回流，为气浮提供足够的停留时间；另一方面还可以利用流体原有的流速产生旋流，在旋流作用下增大油滴粒径，强化气浮效果。富油流体到达装置上部后越过收油内筒上端达到排油区，被及时撇除。装置的出水管位于装置的下部，含油和气泡较少的流体向下流向出口。由于流体流向与浮力方向相反，气泡和油滴有充分的诗句与出水分离，保证科出水中气泡和油类物质的浓度。进水由一个专门的分散器输入罐体，其旋流为罐体芯部流体向上流动，罐体外侧流体向下流动，促进气泡与油滴的粘附。在气泡粘附作用下，油滴当量密度减少，进而上浮至分离区与水流分离，进而到达收油外筒，被排出罐体。水流经过分离区，进入排水内筒，进而经出口排出。如果进水中含有固体颗粒，罐体底部还可开有排沙口。在旋流作用下，固体颗粒接粗到容器壁，进而滑落到容器底部，被集中起来排出。6、宁波威瑞泰默赛旋流气浮技术宁波威瑞泰默赛发明了一种细微气泡发生器和一种压力式气浮分离装置，如图所示，首先，清水或净化水进入到细微气泡发生器的进液腔，而气体则进入气腔，在气体内外压差和水流剪切的共同摩作用下利用中心的微孔管不断产生出微气泡。含有微气泡的溶气水通过出液腔被输送到气浮分离装置的切向溶气水进管，为气浮作用提供气泡源。在气浮分离装置中，含油污水则从内切向的含油水进管进入，溶气水和含油污水进入后在罐体与整流筒之间的环形腔内产生旋流，气泡和油滴再次充分混合，不断接触、粘附，形成一个气泡整流区。如下图所示，由于气泡整流区的底部是封闭的，与微气泡混合、粘附有微气泡的油滴在浮力的作用下连续的上浮至水面，而形成浮渣。由于在气浮分离区内已形成的浮渣旋流方向与渐开线状收渣导流板的收口方向相反，浮渣会在收渣导流板的引导下进入到收油筒，继而通过收油筒底部的排油管排出，逸出的气体通过装置顶部的排气管排出，而经气浮处理后的净化水则从装置底部的排水管排出。该公司的压力式气浮分离装置的另一实施方案是上述基础上，在装置的下部添加了填料层，通过填料层对经过气浮作用的处理水进一步截留吸附剩余SS与COD。初步设计结构1、主要流程 如下图所示，本设计外部管路主要分为进水管路、回流水管路、出渣管路、出水管路、回流气体管路。污水经过加气装置由进水管路进入气浮旋流主体装置，处理后产生的浮渣从出渣管路排出，气体经回流气体管路回流使用，处理后的水流分为两部分，一部分通过水管路排出，另一部分通过回流水管路加气后用于气浮。2、设备内部结构此乱流气浮组合设备由圆柱形外筒体（15）、椭圆形上封头（14）和椭圆形下封头（16）组成旋流气浮组合罐（1）的罐体，其中上封头（14）与圆柱形外筒体（15）以及下封头（16）与圆柱形外筒体（15）利用法兰连接。上封头（14）上安装有气体出口、液位计、安全阀等；下封头（16）上安装有排泥口（11）与出水口（20）。圆柱形外筒体（15）上端设有排渣口（19），收油圆顶（2）安装位置基本与排渣口（19）平齐。收油圆顶（2）与圆柱形外筒体（15）通过螺栓连接。旋流内筒（5）位于圆柱形外筒体（15）的中间位置，并通过螺栓与之连接。圆柱形外筒体（15）下端有回流水布水器（17），与回流水管路连接。下封头（16）上的出水口（20）与三通连接，将出水分为两部分，一部分通过排水管路（10）直接排出，另一部分通过回流管路（12）回流加气用于气浮。主要设计参数与罐体总体尺寸的确定1、设计条件的确定（1）处理量为2m3/ h；（2）处理水出口流量问12 m3/ h；（3）设计含油污水的含油量为300mg/L，出油量20 mg/L；（4）罐内水力停留时间为2min；（5）罐内设计压力为610个大气压；（6）入口气液混合量为0.1S m3气/ m3水；（7）油气相流出量为总污水量的1%；（8）在灌上部的出油口流出的气液相中，含油率为15%；（9）污水在罐中旋转的向心加速度约为50个重力加速度的大小；（10）装置长径比为3:1。2、罐体主要结构参数的确定（1）罐体的长度和直径已知设计处理水量为Q=2 m3/ h，停留时间t=2min，可算出罐体总体积V总=Q*t=2 m3/ h*1/30h=1/15 m3因为装置长径比为3:1V总=（D/2）2*h=（h/6）2*h其中，V总为罐体的容积（m3）；D为罐体的直径（m）；h为筒体的有效高度（m）；t为水力停留时间（h）。计算得：h=0.914m；D=0.305m。按照GB9019-1900压力容器公称直径，罐体用钢板卷制式，容器公称直径按下表规定压力容器公称直径/mm由D=0. 305m，据表可取D=350mm（r=175mm）由此，由V总=（D/2）2*h=（h/6）2*h=1/15 m3知：h=0.6933m考虑一定的工作容积富余，以及收油部分占用空间。同时，实际工程中，往往存在突发性的流量波动，所以可取：h=0.9m（2）旋流内筒和入口管的确定 由确定的设计参数可知，装置处理量Q为2m/h，由Q=S*v=（D1/2）2*v式中，S为入口管截面积，mm2；v为入口装置流速，D1为含油污水入口管径，mm。 由向心加速度的计算方法可以得出，a=v2/R=（Q/S）2/R式中，R为装置的当量旋流半径，mm。由于污水为内筒进水，所以旋流半径即为内筒半径，含油污水当量旋流半径用R来表达，d为旋流内筒直径。 由于旋流内筒直径d和出入管口直径D1都是未知量，且互相影响，所以让旋流内筒直径d在00.34之间以0.01为间隔取值，得出一系列的出入管口直径D1值与旋流内筒直径d值，从中选取最优组合。通过查阅资料，得出旋流内径d与出入管口直径D1的组合值取旋流内筒直径d=0.1m，查表得入口管口直径D1=20mm。在保证旋流强度的要求下， d=0.1m D1=0.015m管道标准通径系列（GB10471995）/mm因此：v=3.14m/s S=1.7671*10-4m2 R=0.05m a=197.7m/s23、运行参数计算 已知进水量为2m/h，根据进水油类物质浓度，可以求得废水中应去除的油类物质的量（前文已经假设含油量为300mg/L）。气液比G/S取常用值0.02，即可求得充气量，进而通过气液混合装置吸入空气量与过水流量的体积比，即可确定会流水量。G/S=组合罐中析出的空气量（g/h）/含油废水中应除去的油量（g/h）=0.02G=0.02S=0.02*2m/h*（300-20）mg/L=11.2g/h设计空气量应按理论量的125%考虑，所以设计空气量为14 g/h。气液混合装置吸入空气量与回流水的体积比一般为8%10%，计算中取10%。回流量：Q回=QG/0.1=G*10-3/0.1=14*10-3/0.1*1.29=0.11 m/h计算的回流水量Q回较小，设计时此类情况对装置体积的影响很小，不需要单独进行计算。4、工艺计算校核 设计产生的装置的结构参数的依据为设计条件。但是，任何气浮设备都要考虑到装置的表面负荷与实际的气泡与油滴黏附后的共同速度的大小关系。装置的表面负荷为平均的流体指定面的流速，对于立式气浮设备而言，其大小及水流的向下流速。如果装置的设计表面负荷大于气泡和油滴黏附后的上升速度，气泡和油滴的黏附物将无法上浮到装置上部，气浮就失去了意义。因而对气浮设备进行表面负荷的校核是非常有必要的。微气泡上浮速度和油粒上浮速度的表征处于不可压缩连续流体中的颗粒（气泡、油滴、气泡油滴黏附体），在上升过程中必然会受到一定的流体阻力，当这个阻力与气浮力相平衡时，颗粒将达到稳定的状态，并保持匀速运动状态继续上浮。平衡时颗粒的速度称之为末端速度，其大小可以利用如下公式计算： （ 3-10）式中，U为颗粒运动速度up与流体速度uc之间的相对速度，即U=丨uc-up丨，m/s；g为当地重力加速度，m/s2；为流体黏度，Pas；c、p分别为流体和颗粒的密度，kg/m3；Rep为颗粒雷诺数；CD为阻力系数。阻力系数是雷诺数的函数，即CD=f（Rep），其中颗粒雷诺数的表达式如下， Rep =dpUc/ 3-11式中，dp微颗粒的定性尺寸（m），对于球形颗粒而言为其直径。根据颗粒雷诺数Rep的大小将颗粒运动分为三个区域，每个区域内阻力系数与雷诺数之间的关系如下表所示不同区域内颗粒雷诺数的取值和阻力系数函数表达式在静止流体（uc=0）时，将颗粒运动处于层流状态下的CD=24/（Rep）带入上式有 3-12上面公式即为斯托克斯沉降公式。该式表明，颗粒的上升速度与颗粒直径、颗粒与连续之间的密度差密切相关。斯托克斯沉降公式对粒径为10200m的颗粒有着比较高的计算精度。为计算不同粒径的颗粒在静止流体中的上升速度，现假设含油污水（连续性）的密度和黏度分别为c=1010kg/ m、=7.5*10-4Pas，气泡和油滴（颗粒）密度分别为h=1.205 kg/ m、o=850 kg/ m，计算结果如下表所示。通过上式计算出气泡和油滴的上升速度后可以看出，部分气泡运动处于湍流过渡区，因此不能完全使用斯托克斯公式计算。在静止流体（Uc=0）中，将颗粒运动处于湍流过渡区状态下CD=18.5/Rep0.6代入上面公式中有， 3-13实际工作中，空气和含油污水经溶气泵混合后通过切向入口进入分离设备，因此微气泡在释放时具有较大的速度，即可以达到湍流区。因此在静止流体（Uc=0）中，将颗粒运动处于湍流区状态下的CD=0.47代入式3-10有， 3-14 由式3-14计算实际颗粒上升速度如表3-5所示。表3-5不用条件下颗粒上升速度及颗粒雷诺数3.3.2 校核计算装置设计流量为2m/h，装置直径为350mm，因而装置的表面负荷v0为：V0=Q/r2=2 m3/h/3.14* 175mm2=20.8m/h 在实际工作条件下不同粒径的气泡、油粒上升速度与装置表面负荷率的曲线关系如图所示：由于：h=v*t其中h是气浮罐体高度，v为气泡上升速度，t是气泡上升时间也就是水停留时间。旋流气浮组合处理设备的结构设计1、设备主体部分详细设计罐体壁厚确定 按照GB150-1998钢制压力容器，结合下表中设计参数选用罐体的材料为16Mn钢，设计压力为1Mpa。钢管许用应力（低合金钢管） 内压圆筒设计厚度：式中，圆筒的计算厚度，mm； P 设计压力，Mpa； D 圆筒的内径，mm； 圆筒内径的许用应力，Mpa；若设计温度较高，考虑温度对材料性能的影响，应以设计温度下的许用应力t代替； 焊缝系数，根据钢制压力容器对焊缝系数的定义可知，双面焊的全焊透对接焊缝局部无损探伤的焊缝系数=0.85。厚度附加量包括两部分，即厚度负偏差和腐蚀余量，用以下公式表示，即C=C1+C2式中，C厚度附加量； C1钢板的厚度负偏差，按相应的钢板标准选取，mm，表4-2列出了常用规格钢板的负偏差，当钢板的负偏差不大于0.25