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水力旋流器中的空气柱是流体的一种表现形势

2019-8-30 10:53:13      点击:

       我们接着上一节发现的4种结构对水力旋流器“空气柱”生成的影响,“空气柱”区域的形成与溢流管结构有直接关系,而底流管对其几乎无影响。实验中发现,表1所列参数挡板结构均消除了空气柱,这表明该现象并非偶然,而是溢流管内置挡板对局部流场改变所产生的效果。通过CFD模拟发现溢流管内部中心某一区域轴向速度远小于切向速度,所以内置挡板使内旋流流体进入溢流管后做强旋转流动的切向速度减小,减小了流体与溢流管壁的摩擦,从而使压降减小,溢流管内强旋流的消失使溢流管内径向压力分布更加均匀。溢流口挡板的存在导致溢流口下端部分区域做旋转流动的切向速度有所减小,会导致这部分区域的负压有所减弱,造成水力旋流器内该部分柱段的离心力有所降低,导致部分颗粒的分离效率有所降低。水力旋流器内部流场中外旋流为自由涡,内旋流为强制涡,溢流管内压降与中心涡核直径呈正相关,最密集的湍流区域在溢流管口附近。溢流管口内置挡板改变溢流管内中心流场,使涡核直径减小,从而改变了整体中心区域的湍流强度,近而导致整体中心区域涡核直径减小乃至消失,其宏观反映即为“空气柱”的消失。所以事实证明水力旋流器中的“空气柱”区域只是流体在强烈湍流下的一种表现形式。

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