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水力旋流器空气核的形状比较

[2018/3/20]

   水力旋流器在不同锥角不同进口流量下,空气核达到稳态后的形状存在很大的差异。图1是10度锥角旋流器在不同进口流量下空气核达到稳态后的特征。

水力旋流器在不同锥角不同进口流量下,空气核达到稳态后的形状存在很大的差异。图1是10度锥角旋流器在不同进口流量下空气核达到稳态后的特征。    从图可以看出,流量越大,稳态时空气核扭曲越严重,流量小时弯曲严重;其次,不同进口流量下空气核直径不同,进口流量越大空气核直径越大,但其直径沿高度的变化小;再其次,空气核沿水力旋流器几何中心偏摆,进口流量小时上部偏摆大,进口流量大时,底流口附近偏摆大。通过分析发现,若要减小空气核对流场和分离的影响,则每一种结构的水力旋流器都有一对应的最佳操作参数(进口流量),在此条件下空气核既不会产生过大的尺寸,也不会出现过分严重的“偏摆”现象。   从图1还可以看出,当形成稳定的空气核后,流量为 2、3m³/h时其形状类似于正弦曲线;流量为 4m³/h 时,在锥体部分产生了“类绳扁平状”的空气核。因此,过去研究认为空气核的形状是“柱状、麻花状、正弦状”等形状都是不全面的。从这里可以看出,空气核的形状是随着流量的不同而发生变化的。   对于 20 度锥角水力旋流器稳态时空气核的形状特征而言,当流量较大时,空气核在锥体中部1/3范围内出现扭曲现象比较明显,且底部弯曲严重,但在整个长度范围内的直径尺寸变化较小;当流量较小时,空气核扭曲虽然不明显,但在柱锥交界处出现了明显的弯曲现象,且在整个长度范围内的直径尺寸变化较大。   对于 3O 度锥角水力旋流器稳态时空气核的形状特征而言,随着流量的增加,弯曲和扭曲现象越明显,但与 10 和 20 度锥角的旋流器相比,又要轻微得多;其次,无论流量是大还是小,空气核在整个长度范围内的直径变化都不明显。   综上所述,随着进口流量的增大,水力旋流器内流体旋转离心力场也随之增大,由于进口结构不对称的影响,致使在流体旋转离心力场增强的同时还伴随着湍动的加剧,从而出现“类绳扁平状”形态的空气核。此外,由于在水力旋流器上、下部分存在径向湍动差异,使得空气核出现偏摆和弯曲现象。此现象是流场随机波动的反应,但反过来它义影响着流场,这使得颗粒沿径向方向的规律分布受到一定程度的破坏,从而导致分离效率的卜降。   不同结构不同流量下所产生的空气核对流场和分离的影响是不同的。为了减小空气核尺寸和偏摆带来的影响,不同结构的水力旋流器应有一最佳操作参数,其优化需要进一步研究。

  从图可以看出,流量越大,稳态时空气核扭曲越严重,流量小时弯曲严重;其次,不同进口流量下空气核直径不同,进口流量越大空气核直径越大,但其直径沿高度的变化小;再其次,空气核沿澳门银河5163几何中心偏摆,进口流量小时上部偏摆大,进口流量大时,底流口附近偏摆大。通过分析发现,若要减小空气核对流场和分离的影响,则每一种结构的水力旋流器都有一对应的最佳操作参数(进口流量),在此条件下空气核既不会产生过大的尺寸,也不会出现过分严重的“偏摆”现象。

  从图1还可以看出,当形成稳定的空气核后,流量为 2、3m³/h时其形状类似于正弦曲线;流量为 4m³/h 时,在锥体部分产生了“类绳扁平状”的空气核。因此,过去研究认为空气核的形状是“柱状、麻花状、正弦状”等形状都是不全面的。从这里可以看出,空气核的形状是随着流量的不同而发生变化的。

  对于 20 度锥角水力旋流器稳态时空气核的形状特征而言,当流量较大时,空气核在锥体中部1/3范围内出现扭曲现象比较明显,且底部弯曲严重,但在整个长度范围内的直径尺寸变化较小;当流量较小时,空气核扭曲虽然不明显,但在柱锥交界处出现了明显的弯曲现象,且在整个长度范围内的直径尺寸变化较大。

  对于 3O 度锥角水力旋流器稳态时空气核的形状特征而言,随着流量的增加,弯曲和扭曲现象越明显,但与 10 和 20 度锥角的旋流器相比,又要轻微得多;其次,无论流量是大还是小,空气核在整个长度范围内的直径变化都不明显。

  综上所述,随着进口流量的增大,水力旋流器内流体旋转离心力场也随之增大,由于进口结构不对称的影响,致使在流体旋转离心力场增强的同时还伴随着湍动的加剧,从而出现“类绳扁平状”形态的空气核。此外,由于在水力旋流器上、下部分存在径向湍动差异,使得空气核出现偏摆和弯曲现象。此现象是流场随机波动的反应,但反过来它义影响着流场,这使得颗粒沿径向方向的规律分布受到一定程度的破坏,从而导致分离效率的卜降。

  不同结构不同流量下所产生的空气核对流场和分离的影响是不同的。为了减小空气核尺寸和偏摆带来的影响,不同结构的水力旋流器应有一最佳操作参数,其优化需要进一步研究。

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