水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅰ)——颗粒运动方程及其求解

从ＢＢＯ方程求解水力旋流器内颗粒与流体的相对运动是一项新的尝试。通过求解ＢＢＯ方程,给出了描述水力旋流器内固体颗粒与流体介质相对运动的跟随性指标。结果表明,在忽略重力影响的前提下,颗粒在切向及轴向与流体具有相同的跟随特性;而由于离心力的存在,颗粒在径向的运动将明显有别于流体介质。根据跟随性指标η,φ的数学表达式,可以定量地考察诸如颗粒性质、流体特性、空间位置、湍流频率等因素对颗粒运动的影响。     

水力旋流器内固液两相间的相对运动（Ⅲ）：———湍流频率与固液跟？…

考察了湍流频率对水力旋流器内固液肉相间相对运动的影响。研究表明,颗粒与流体在切向与轴向的跟随性与湍流频率的关系比较简单,即随湍流频率的增加两相间的跟随性下降,但在旋流器的半径方向,由于湍流脉动与离心沉降的联合作用,颗粒与流体的跟随呈复杂的变化。视颗粒病度的不同,径向跟随性指标ηｒ（表征颗粒速度与流体速度之比）与湍流频率ω的关系有三种基本形式：对小颗粒,ηｒ随ω的增加出现极大值,但ηｒ始终为正（颗粒     

水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅱ)——颗粒性质与液流特性的影响

根据该文第一部分导出的跟随性指标，讨论了影响水力旋流器中固体颗粒与液流沿径向的相对运动的各种因素。这些因素包括流动方向（切向、轴向与径向）、颗粒性质（大小、密度）、空间位置（流动半径）、液流特性（流体切向速度与径向速度之比）等一系列参数     

水力旋流器内固液两相间的相对运动（Ⅱ）：颗粒性质与液流特性的 …

根据该文第一部分导出的跟随性指标，讨论了影响水力旋流器中固体颗粒与液流沿径向的相对运动和各种因素，这些因素包括流动方向（切向，轴向和径向），颗粒性质（大小，密度），空间位置（流动半径），液流特性（流体切向速度与径向速度之比）等一系列参数。     

水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅲ)——湍流频率与固液跟随特性

考察了湍流频率对水力旋流器内固液两相间相对运动的影响。研究表明，颗粒与流体在切向与轴向的跟随性与湍流频率的关系比较简单，即随湍流频率的增加两相间的跟随性下降，但在旋流器的半径方向，由于湍流脉动与离心沉降的联合作用，颗粒与流体的跟随呈复杂的变化。视颗粒粒度的不同，径向跟随性指标ηｒ（表征颗粒速度与流体速度之比）与湍流频率ω的关系有三种基本形式：对小颗粒，ηｒ随ω的增加出现极大值，但ηｒ始终为正（颗粒与流体的运动同向）；对中等粒度的颗粒，随ω的增大，ηｒ由负而正，并在正负区各出现一次极值；对大颗粒，ηｒ虽也存在由负而正的变化，但极大值只出现在正值区。文中对这些现象给出了合理的解释。     

异形水力旋流器的松散机理与分级特性

对异形水力旋流器分级特性进行了理论分析和实验研究。异形水力旋流器分级效果与工艺参数的关系总体趋势上与常规水力旋流器相同, 但在量值上存在一定差异。由于颗粒在异形水力旋流器内的回转曲率半径沿轨迹发生变化, 造成了颗粒沿旋流器径向振荡, 有利于细粒析出, 在预分级段利用异形旋流器的物料松散功能, 可获得良好的分级效果     

基于多相流模拟的水力旋流器内依赖于粒度的颗粒流动行为（英文）

为研究水力旋流器内不同粒度颗粒的流动行为,设计了这样一个过程:将具有一定粒度分布的颗粒群注入一个具有稳定流场与空气柱的直径为100 mm的水力旋流器中,并通过瞬态求解器来模拟这一过程。通过比较分级效率结果,用实验验证了数值模拟所选择的数值模型。模拟过程表明:相比于粗颗粒与细颗粒,接近分离粒度的25μm石英颗粒需要消耗更多的时间在旋流器的出口形成稳定的质量流率。随着粒度从5μm增加到25μm,处于内旋流中的颗粒需要更多的时间才能进入溢流管。25μm石英颗粒在上升至溢流管的过程中在径向上朝外运动,这与5μm和15μm石英颗粒向上运动时紧紧包围空气柱的现象刚好相反。研究结果表明:颗粒在旋流器内的流动行为是依赖于颗粒粒度的。     

基于DPM模型的离心泵非定常固液两相流及磨损计算（英文）

运用离散相模型(DPM)结合半经验的磨损模型,模拟计算离心泵内非定常固液两相流动,探索固相颗粒运动以及对泵材料磨损的规律。计算中将液相视为连续介质,求解欧拉坐标系下的流体控制方程;把固体颗粒相视为离散介质,在拉格朗日坐标系下求解颗粒运动方程,采用迭代计算方法实现固液两相耦合。选取常用的IS型离心泵作为研究对象,清水作为连续相,石英沙粒作为离散相,粒径为0.05-0.2 mm,泵进口颗粒体积率为0.5%-3%。计算得到了离心泵内固液两相流场特性,得到了泵内固体颗粒群的运动轨迹和材料磨损率分布等有价值的结果。     

基于DPM模型的离心泵非定常固液两相流及磨损计算

运用离散相模型（ DPM）结合半经验的磨损模型,模拟计算离心泵内非定常固液两相流动,探索固相颗粒运动以及对泵材料磨损的规律。计算中将液相视为连续介质,求解欧拉坐标系下的流体控制方程;把固体颗粒相视为离散介质,在拉格朗日坐标系下求解颗粒运动方程,采用迭代计算方法实现固液两相耦合。选取常用的IS型离心泵作为研究对象,清水作为连续相,石英沙粒作为离散相,粒径为0.05-0.2 mm,泵进口颗粒体积率为0.5%-3%。计算得到了离心泵内固液两相流场特性,得到了泵内固体颗粒群的运动轨迹和材料磨损率分布等有价值的结果。     

小直径水力旋流器微细分级模型

小直径水力旋流器直径小,离心力场强,液流微观结构复杂,研究难度大。从流体宏观结构和微细颗粒的群态运动入手,提出了“紊流携带模型”,探讨用新的参数研究小直径旋流器微细分级的规律。阐明了“紊流携带模型”的基本观点和“相对携带量”、“分级粒度ｄｒ”、“溢流水量分配”等主要参数的物理概念。在实验研究的基础上,建立了与旋流器结构和操作参数相关的溢流水量分配、分级粒度、相对携带量３个数学方程。高岭土微细分级实验表明数学方程计算值与实验值吻合较好。该模型可用于小直径旋流器的理论研究和部分工艺指标的计算