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水力旋流器流場研究成果

[2017/12/29]

   水力旋流器作為一種固液分級分離設備,廣泛應用於選礦、化工、石化、環保等行業。雖然水力旋流器結構簡單—僅由柱錐筒體、進料管、底流管和溢流管組成,但其內部流動狀態卻相當複雜。

  多年來,世界上許多人對水力旋流器進行了多方麵的研究(其中包括對其流場的研究),並取得了很大的突破和進展,但是現有的理論(平衡軌道理論、停留時間理論、群集理論和兩相湍流理論)和計算式尚不能準確地、有效地預測水力旋流器的性能,也還不能為水力旋流器的設計提供有效的指導。

  水力旋流器內任一點的固體顆粒能否被分離,基本上取決於因體顆粒的切向速度和液體徑向速度的相對值。可見,水力旋流器的分離性能與其流場有恨大的關係。因此,更清楚地認識水力旋流器的分離機理,提高其分離效率,尋找更為合理的水力旋流器結構和建立有效地預測其性能的理論計算式,以及對水力旋流器內液體和固體顆粒運動規津進行研究是非常重要而有意義的。

  水力旋流器流場特性的研究有兩種方法,一是理論分析,二是實驗測定。

  迄今為止,對水力旋流器內單相液體速度場已經有了一個比較明確的結論,而對固體顆粒運動規律的實測研究則剛剛起步,一般還是理論上的。雖然從理論上講,可以從流體的連續性方程及運動方程解出水力旋流器的三維速度分布,但由於數學上的困難和邊界上的條件複雜,這一工作迄今尚未完成。對水力旋流器流場研究更多的是實驗測定。

  測定方法可分為接觸式和非接觸式兩類,前者如畢托管法、電極法和光纖法等,後者如頻閃法、激光測速法等。激光測速法具有非接觸測量、側速範圍大、空間分辨率高、動作響應快、測量精度高和能判別流向等優點,對於研究水力旋流器內複雜流場,堪稱一種理想的測量儀器,近年來獲得了廣泛的應用。

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