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水力旋流器瞬時速度的隨機分布

[2017/12/31]

   一般認為,水力旋流器內的流體介質作湍流運動,但有關的測試研究至今還很少進行,即使在水力旋流器激光測速的文獻中,也尚未發現對湍流的測定結果。這可能表明人們對水力旋流器內油流的作用尚未有充分的認識,同時也表明在流體力學中尚未完全解決的湍流問題運用對水力旋流器。使得研究更為困難。

  但是,水力旋流器內的湍流是不能忽視的。因為分離過程是在離心沉降與湍流擴散的共同作用下進行的。一方麵,湍流的存在不利於被處理顆粒在水力旋流器內的規律性分布;另一方麵,湍流擴散對礦槳起分散作用並可對器璧邊界層內的較小顆粒起“清洗”作用。同時,湍流也增加能量消耗。可見,水力旋流器內的湍流作用是複雜的,但不管怎樣,對這一客觀存在進行探討是有意義的。

  在湍流場中,各流動參數雖然隨著時間及空間而變,但其瞬時值仍然服從某一概率分布。水力旋流器內的三維速度亦如此。試驗表明,在一定的進口壓力及結構參數下,每一點的統計平均速度是穩定的,而瞬時速度分布可近似地由高斯分布函度予以描述。

  水力旋流器內的瞬時速度分布近似複合高斯函數。脈動的範圍視流體所在位置及流動方向而異,換言之,湍流為各向異性湍流。

  在所測量的切向、徑向及軸向三個方向上,隨流體速度的增加,湍流度增大而相對瑞流度降低。無強製渦水力旋流器的切向湍流度有所增加,但相對湍流度呈降低趨勢,表明中心固體棒對切向流動有一定的穩定作用。

  無強製渦水力旋流器的徑向湍流較有弼製渦水力旋流器小,這有利於降低分離粒度並可處理更稀的礦漿。在三維湍流中,軸向的相對湍流度最大,這是因為存在軸向零速區的緣故,但在僅有零速而的普通水力旋流器中亦有同樣現象。

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