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平衡軌道理論在水力旋流器中的重要應用

[2016/1/9]

    為了應對日益激烈的市場競爭,旋流器除了不斷改善分離性能之外,水力旋流器理論的另一重要內容就是旋流器的準確計算選型,特別是對於不可能在實驗室直接進行分離試驗的大直徑旋流器,要求有能準確計算出旋流器分離粒度以及生產能力的數學模型,通過理論或者半理論-半經驗公式建立旋流器分離粒度、處理能力與旋流器控製參數之間的數學關係。

   水力旋流器是一種離心分離設備,因此,固體顆粒能夠被分離主要取決於作用在其上的離心力和流體阻力。若離心力大於流體的阻力,顆粒被拋向旋流器內壁處;反之,顆粒將向中心方向運動。除受力因素之外,顆粒的分離行為還受到顆粒在旋流器內的停留時間、湍流作用等因素的影響。根據這些影響因素,研究者們得到了基於平衡軌道理論、停留時間法以及湍流理論的固液旋流器分離粒度模型:平衡軌道理論。

   平衡軌道理論的基本原理是:在水力旋流器的分離過程中,當顆粒在某一回轉半徑上所受到的徑向離心力與來自於流體的徑向曳力相平衡時的顆粒粒度即為旋流器的分離粒度,所處的回轉半徑即為平衡軌道。在平衡軌道上,顆粒處於動平衡狀態。根據平衡軌道的原理,不同粒度的顆粒有不同的平衡軌道,因此根據此理論計算分離粒度的關鍵就是選取合適的平衡軌道。

   一般認為,平衡軌道應具有以下的特性:軌道以內的固體顆粒都將進入溢流產品中,軌道意外的固體顆粒都將進入底流產品中。不同的研究者選擇的平衡軌道麵包括有:最大切向速度軌跡麵、零軸速包絡麵、內旋流器麵、外旋流麵等。需要特別注意的是要考慮顆粒在旋流器內的停留時間以及流體湍流的影響,並不是所有的顆粒在旋流器內都能達到相應的平衡。(zc)

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