【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利设备，尤其是涉及水砂分离器、分离系统及其效能评估方法。
技术介绍
1、水砂分离器是一种用于固液分离的设备，广泛应用于工业生产和环境保护领域，在许多工艺过程中，需要将悬浮在水中的固体颗粒或沉淀物与液体分离，以实现水的净化或固体物料的回收。
2、水砂分离器虽然结构比较简单，但其内部流场有强烈旋转湍流特征，会导致流场内部颗粒运动及颗粒分布具有一定随机性。因此固相颗粒在水力旋流场中分离运动相对比较复杂。
3、但是，相关技术中的水砂分离器的沉积物去除效率并不容易测量，通常是要测量水砂分离器内部的残余颗粒质量和重质量才能获得去除效率，十分不便。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出水砂分离器、分离系统及其效能评估方法，解决现有技术中水砂分离器的沉积物去除效率不容易测量的技术问题。
2、为达到上述技术目的，第一方面，本专利技术的技术方案提供一种水砂分离器，包括：圆柱状的竖井、进水管和出水管，所述进水管和所述出水管均与所述竖井切向连接，在所述进水管上设置有流量控制设备和加砂口，所述流量控制设备用于控制进水流量，所述加砂口用于向所述水砂分离器中添加颗粒。
3、本申请中提供的水砂分离器，能够通过测量流体从分离器入口到出口所需的路径长度、颗粒沉降速度、入口管道水面和下游管道倒置之间的高度差和入口水流速度，这一系列的参数的测量都是不需要移动水砂分离器的，根据上述参数只需要进行简单的运算，就可以得到水砂分离器的沉积物去
4、第二方面，本专利技术的技术方案提供一种水砂分离系统，包括：
5、如第一方面所述的水砂分离器；
6、供水箱，用于提供不含颗粒的清水；
7、水泵，与所述供水箱和所述流量控制设备连接，所述水泵用于将所述供水箱的清水泵入所述进水管；
8、排水箱，与所述出水管的出口端连接，所述排水箱通过管道与所述供水箱连接，以实现水的循环，在所述排水箱内设300目以上的尼龙网，以截留未能在竖井内沉淀而随径流出流的悬浮颗粒。
9、根据本专利技术的一些实施例，所述流量控制设备为以下的任意一种：球阀、比例阀、蝶阀或调速泵。
10、第三方面，本专利技术的技术方案提供一种水砂分离器的效能评估方法，应用于第二方面任意一项所述的水砂分离系统，包括以下步骤：
11、获取流体从分离器入口到出口所需的路径长度、颗粒沉降速度、入口管道水面和下游管道倒置之间的高度差和入口水流速度；
12、根据所述路径长度和所述入口水流速度计算得到水从分离器入口到出口所需的第一时间；
13、根据所述高度差和所述颗粒沉降速度计算得到颗粒从入口水面沉降到下游管道倒置所需的第二时间；
14、根据所述第一时间和所述第二时间计算得到水砂分离器的无量纲值，所述无量纲值即为所述第一时间和所述第二时间的比值，通过所述无量纲值评估水砂分离器的沉积物去除效率。
15、根据本专利技术的一些实施例，根据所述路径长度和所述入口水流速度计算得到水从分离器入口到出口所需的第一时间，计算式为：
16、
17、其中，c为所述路径长度，v0为所述入口水流速度；
18、根据所述高度差和所述颗粒沉降速度计算得到颗粒从入口水面沉降到下游管道倒置所需的第二时间，计算式为：
19、
20、其中，h为所述高度差，vs为所述颗粒沉降速度；
21、根据所述第一时间和所述第二时间计算得到水砂分离器的无量纲值，计算式为：
22、
23、其中，t1为所述第一时间，t2为所述第二时间。
24、根据本专利技术的一些实施例，获取颗粒沉降速度，包括以下步骤：
25、测量得到颗粒直径、颗粒密度、流体密度和流体动力黏度；
26、计算得到颗粒沉降速度，计算式为：
27、
28、其中，g表示重力加速度，dp表示颗粒直径，ρs为颗粒密度，ρw表示流体密度，ν表示流体动力黏度，d为竖井内部直径。
29、根据本专利技术的一些实施例，所述颗粒直径选择范围为150微米至250微米。
30、根据本专利技术的一些实施例，所述竖井直径选择范围为500毫米至800毫米。
31、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种水砂分离器，其特征在于，包括：圆柱状的竖井、进水管和出水管，所述进水管和所述出水管均与所述竖井切向连接，在所述进水管上设置有流量控制设备和加砂口，所述流量控制设备用于控制进水流量，所述加砂口用于向所述水砂分离器中添加颗粒。
2.一种水砂分离系统，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的一种水砂分离系统，其特征在于，所述流量控制设备为以下的任意一种：球阀、比例阀、蝶阀或调速泵。
4.一种水砂分离器的效能评估方法，应用于如权利要求2或3所述的水砂分离系统，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种水砂分离器的效能评估方法，其特征在于，根据所述路径长度和所述入口水流速度计算得到水从分离器入口到出口所需的第一时间，计算式为：
6.根据权利要求5所述的一种水砂分离器的效能评估方法，其特征在于，获取颗粒沉降速度，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种水砂分离器的效能评估方法，其特征在于，所述颗粒直径选择范围为150微米至250微米。
8.根据权利要求6所述的一种水砂分离器的效能
...【技术特征摘要】
1.一种水砂分离器，其特征在于，包括：圆柱状的竖井、进水管和出水管，所述进水管和所述出水管均与所述竖井切向连接，在所述进水管上设置有流量控制设备和加砂口，所述流量控制设备用于控制进水流量，所述加砂口用于向所述水砂分离器中添加颗粒。
2.一种水砂分离系统，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的一种水砂分离系统，其特征在于，所述流量控制设备为以下的任意一种：球阀、比例阀、蝶阀或调速泵。
4.一种水砂分离器的效能评估方法，应用于如权利要求2或3所述的水砂分离系统，其特征在于，包括以下步骤：
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