系列混合器

凯米尼尔公司为水和废水处理工业设计制造凯涅克斯牌静态混合器的历史已经超过30年。带有螺旋混合元件的凯涅克斯KMS系列混合器最先投入应用。迄今为止该系列混合器仍然被广泛应用于小于等于150毫米的管道,气液分离,以及流量条件非常低的混合应用中。

在上个世纪90年代早期,凯米尼尔公司设计并发布了一款新颖独特的静态混合器。该混合器通过产生多个漩涡极大地提高了径向混合时的能量利用效率(水头损失很低)。这款我们称之为高效漩涡(HEVTM) 的混合器为超低水头损失的混合应用设立了新标准。在过去的12年里,世界各地的水和废水处理厂安装了超过1000个全尺寸的HEV系列混合器。这些混合器的直径从50到2200毫米不等,可以被用于宽度达到6米的开放管道。

凯涅克斯WVM系列混合器

我们的市场研究表明,凯涅克斯HEV系列混合器的低水头损失与开放式无阻塞结构是其深受工业界欢迎的两个主要原因。然而,HEV系列混合器需要相对更长也更加昂贵的注入设备,不适于那些流量条件非常低的应用。我们一个完成于2002年的项目成功研制了一种新的混合器,使其在保留了HEV系列混合器主要优点的同时,提供了更加灵活的选项,更加适于各种不同的流量条件,配备了改进设计的添加剂注入装置,而且造价更低。英国水力研究集团验证了该混合器的性能。这一款新系列混合器被命名为水漩涡混合器(WVM)。目前该系列混合器有3个不同设计可供用户选择,能够优化并降低长度、压力等主要工程设计参数,在特定时间内使变异系数达到某个特定值。

WVM系列混合器的外观与工作原理

WVM系列混合器由位于外壁上的简易添加剂注入点,紧靠注入点下方预置的突片及多组梯形混合元件组成。在加工中由混合质量决定具体采用多少组混合元件。根据梯形混合元件的不同尺寸、迎角、以及间距,WVM型混合器又分为A、B、C三个型号。在各个型号中预置的突片及梯形混合元件都采用相同的设计。

WVM系列混合器的预置突片

在凯米尼尔的实验室中,预置的突片首先经过视觉建模并优化,然后通过流体混合计算(CFM)软件再次建模。添加剂经由管壁注入,然后被预置的突片展开为马蹄铁型。

通过使用预置的突片,与化学品注入管线相连的凸缘式喷嘴以及带螺纹凸台这些最简单的注入装置即可以实现注入功能。如果需要,可以在管壁的凸台上安装专利所有带有旋塞关闭装置的注入配件。与使用多孔管分布器作为注入口的方案相比,使用预置的突片能够在很宽的流量范围内将混合质量的定量指标(变异系数)提高至少10%。

多组WVM系列混合器的混合元件互相之间按照线状排列,相对于预置的突片更加偏离中心。第一组元件的尖端首先捕获到呈马蹄铁型预分布的添加剂,并将其卷入该组元件后方的径向漩涡。每个元件产生2个漩涡,每组元件产生8个漩涡。在整个混合器及其下游的一段长度内,连续的多组元件能够保持并增强漩涡。

英国水力研究集团研究建立的相关算法可以估算流体经过WVM系列混合器后的压力损失。该算法能够确定WVM系列混合器的每个型号在一系列不同雷诺数以及不同组数混合元件时的摩擦系数和混合质量的定量指标(变异系数)。通过激光激发荧光的(LIF)技术测量径向均匀性也可以确定变异系数。下面的表格比较了WVM系列各个型号混合器在其下游相当于3倍管道直径距离处变异系数达到0.05(5%)时所需要的长度与造成的压力损失。

总结与结论

凯米尼尔公司的凯涅克斯WVM系列产品针对每个单独的应用项目提供优化的混合器。经过优化的混合器设计简洁,在雷诺数与成本都更低的情况下比凯涅克斯HEV系列混合器的性能更强,具有以下主要特性:
●    外壁上的简易注入点
●    通过优化长度和压力损失的相对参数使以前不能实现的应用成为可能
●    在极低流速(每秒0.1-0.3米)下性能得到显著改善
●    成本低
●    测试数据由独立组织(英国水力研究集团)提供

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