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水力旋流器內懸浮液濃度分布規律

[2018/7/29]

   實測的水力旋流器內濃度分布圖下圖所示(其中Z為軸向上離頂蓋的距離)。

水力旋流器內顆粒濃度分布

  上圖a中的濃度單位是粒子數/mL,圖b中的濃度單位時提及百分率。可見所測的濃度經過單位換算後。其分布規律雖有輕微的變化,卻仍保持著同樣的規律特征。

  測試結果表明,懸浮液的最大濃度不是出現在人們過去通常認為的水力旋流器壁附近,而是發生在內部某位置。經過分析發現,最大濃度發生在固粒軸向速度為零處(固粒軸向速度的實測分布如圖所示)。

實測水力旋流器的固粒軸向速度分布

  這是由於此處固粒的合成速度最小,造成顆粒有聚集的趨勢,從而使得在此處的懸浮液濃度最高。整個水力旋流器中懸浮液濃度的最大值出現在Z=135mm的截麵上。其徑向位置大約在三分之二半徑處,說明在此處顆粒聚集的情況最明顯。這是閉環渦流的存在所導致的。

  關於濃度分布規律的上述新發現要求人們應重新認識水力旋流器內表麵的磨損問題。結果表明:水力旋流器內表麵的磨損並不是因為固相粒子在器壁附近數量太多所造成,而主要應該是由於器壁內表麵附近的固相粒子粒度大、切向速度和軸向速度較高所造成的,即器壁內表麵受到具有較大動量的固粒的衝擊才是其磨損的主要原因。

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