CAJ | 학술논문

水力旋流器内流体质点的切向速度、径向速度和轴向速度的分布规律及其流体动力学机理对于细粒分级粒径和效率具有决定性作用,并且受旋流器的结构参数、操作参数和物性参数等因素的影响.选用耐磨耐腐蚀的聚氨酯材料制造的不同规格固液分离水力旋流器,综合考虑分割粒径、处理流量、沉砂产率3项分离效率指标,通过多指标正交试验优化得到分离钙土的工作参数如下:旋流器直径50 mm,底流口直径10 mm,溢流口直径8mm,并且在0.30 MPa给料压力下可达到分割粒径1.78 μm,处理流量为2.39 m3/h的分离效率.同时针对优化后的旋流器工作参数,利用适用于旋流器湍流场的雷诺应力模型,运用FLUENT软件计算不同直径颗粒的亲水性固体在水动力中的速度场,得到分离介质的滞留时间为1.8×10-2s,反向轴速度最大可达3.08 m/s,最大切向速度半径为0.046 m,使得分离效率达到78.6％;从压力场的数值模拟结果看出,径向压强梯度从762.5 kPa/m增大到6 822.2 kPa/m,实现分割粒径达到1.78 μm的效果.根据旋流器中压力场、速度场分布特征以及分离介质轨迹等数值模拟结果,提出延长分离介质的滞留时间、提高进料压力、降低中心准强制涡的速度梯度、减缓正向轴速度的径向变化梯度是提高分离效果的主要途径,从而通过试验与数值模拟对比,揭示出试验优化旋流器达到最佳分离效率的动力学机理.
수력선류기내류체질점적절향속도、경향속도화축향속도적분포규률급기류체동역학궤리대우세립분급립경화효솔구유결정성작용,병차수선류기적결구삼수、조작삼수화물성삼수등인소적영향.선용내마내부식적취안지재료제조적불동규격고액분리수력선류기,종합고필분할립경、처리류량、침사산솔3항분리효솔지표,통과다지표정교시험우화득도분리개토적공작삼수여하:선류기직경50 mm,저류구직경10 mm,일류구직경8mm,병차재0.30 MPa급료압력하가체도분할립경1.78 μm,처리류량위2.39 m3/h적분리효솔.동시침대우화후적선류기공작삼수,이용괄용우선류기단류장적뢰낙응력모형,운용FLUENT연건계산불동직경과립적친수성고체재수동력중적속도장,득도분리개질적체류시간위1.8×10-2s,반향축속도최대가체3.08 m/s,최대절향속도반경위0.046 m,사득분리효솔체도78.6％;종압력장적수치모의결과간출,경향압강제도종762.5 kPa/m증대도6 822.2 kPa/m,실현분할립경체도1.78 μm적효과.근거선류기중압력장、속도장분포특정이급분리개질궤적등수치모의결과,제출연장분리개질적체류시간、제고진료압력、강저중심준강제와적속도제도、감완정향축속도적경향변화제도시제고분리효과적주요도경,종이통과시험여수치모의대비,게시출시험우화선류기체도최가분리효솔적동역학궤리.