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水力旋流器內流場的試驗裝置

[2017/12/27]

   為了便於觀察和測定充氣水力旋流器內的流場,本實驗模型由透明有機玻璃製成,其結構參數及坐標設置如圖1所示。

圖1 充氣水力旋流器模型結構及坐標設置

  在旋流器邊壁上沿Z軸方向每隔 50 毫米設一實驗孔,用以向其內注入有色液體(用注射針頭沿徑向坐標,將有色液體注入不同半徑位置處);也可以通過各實驗孔用多個注射針頭向旋流器內連續壓入壓縮氣體,以形成氣泡群。充氣水力旋流器模型的底流管直徑du有直徑18,和直徑12.5mm 兩種,可調換使用。

  試驗方案如下:

  (1)流動狀態特征的研究

  進料為清水,起泡劑為鬆醇油。在不同的底流口直徑、進口流量和起泡劑濃度條件下,觀察研究旋流器內的總體流動狀態特征。在不同的實驗孔注入壓縮氣體,觀察氣泡的運動軌跡。在不同實驗孔的不同徑向坐標,處注入有色液體,觀察液休的運動跡線。

  (2)速度場的測試

  為了對充氣水力旋流器內壁處薄流層流體的運動速度及氣泡運動速度進行定量研究,本實驗采用了快速攝像分析法。具體方法是:在不同實驗孔處注入有色液體(或壓縮氣體),用攝像機快速攝下其運動過程,然後慢速定格分析單位時間內有色液體(或氣泡)運動路程,算出液體(或氣泡)的平均速度。

  為了保證測試效果,這項實驗進料僅為清水,不加起泡列。水力旋流器底流口直徑一定(du=18mm),改變進口流量,測定薄流層內不同軸向坐標點外流體的運動速度。再同時變換底流口直徑和進口流量,測定 Z=55rnm 點處的氣泡速度。

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