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水力旋流器固體濃度對功率密度頻譜影響

[2018/4/13]

   水力旋流器內液流與常規管線的差異的一個與眾不同的特征是強旋渦液流。為了研究徑向流動湍流對信號頻率頻譜的影響,在碰撞噴射裝置(圖1)上進行了試驗。試驗物料為若幹不同的礦泥。

圖1 模擬信號處理係統簡化流程圖

  將僅使用自來水(體積流速3.5一9.0L/min)時得到的功率密度頻譜的改變和圖3、4進行比較。所有頻譜的模型結構的相似性啟示,在水力旋流器頻譜中DC—50Hz之間的斜率隻不過是湍流場的表現形式,比較時忽略圖3、4中30一50Hz頻率範圍內的峰值。

圖3 水力旋流器給料壓力對功率密度頻譜的影響(固體重量濃度40%)圖4 水力旋流器固體濃度對功率密度頻譜的影響(給料壓力8Pai)

  對碰撞裝置的試驗結果的功率密度頻譜作log一log圖進行的研究進一步支持此假設。它顯示,頻譜的基本頻率範圍和基礎揣流經驗定律吻合良好。

  已經發現,在完全形成的渦流場,液流的中心渦流場在一定條件下將周期性地圍繞對稱軸進動。研究人員指出渦流共振的自然頻率可用下式表示:

 W=fRp

  式中W——液流的切線速度;f——進動頻率的Rp從中心軸到進動的渦流位置的半徑。

  在目前的研究中當水力旋流器的給料壓力增加時,圖3頻譜結構的頻率在35一45Hz頻率範圍時增加。這似乎是相當合理的,去推測第二個有意義的區域中的頻譜峰值可能代表了渦流(空氣芯)共振自然頻率。遺憾的是,此假設在本研究中未得到直接的肯定。一個相關的證明是從一個水力旋流器得到的再現電阻層析X射線攝影圖象的時間序列,從中觀察到10OHz時空氣芯的共振。

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