梭錐管水力分離水沙機(jī)理試驗(yàn)研究.pdf

1、梭錐管渾濁流體分離裝置(簡(jiǎn)稱梭錐管)是一種新型的分離水沙兩相流的專利技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)具備水沙分離效率高、耗水率低、無(wú)需外動(dòng)力和化學(xué)藥劑等特點(diǎn)。為了探求梭錐管的動(dòng)態(tài)水力分離水沙機(jī)理,進(jìn)一步優(yōu)化其結(jié)構(gòu)型式,為其推廣應(yīng)用提供理論依據(jù),本文利用試驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法研究了梭錐管內(nèi)部水沙兩相流場(chǎng)和濃度場(chǎng)特征、水沙兩相流的分離機(jī)理、泥沙運(yùn)動(dòng)速度與梭錐管結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的量化關(guān)系及泥沙運(yùn)動(dòng)軌跡等問(wèn)題。
　　試驗(yàn)研究包括水沙兩相流場(chǎng)的測(cè)試、泥沙

2、濃度分布的測(cè)試和水沙兩相流宏觀流動(dòng)現(xiàn)象的拍攝。即應(yīng)用先進(jìn)的粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)測(cè)量不同工況下梭錐管和普通裝置內(nèi)的水沙兩相流場(chǎng),揭示了靜水和動(dòng)水條件下渾水含沙濃度不同、處理流量不同時(shí)梭錐管內(nèi)的水、沙二相的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;在梭錐管內(nèi)不同位置布置采樣點(diǎn),測(cè)試靜水和動(dòng)水條件下不同時(shí)刻各采樣點(diǎn)的含沙濃度,揭示了梭錐管內(nèi)的泥沙濃度分布規(guī)律;應(yīng)用攝像機(jī)拍攝了靜水和動(dòng)水條件下梭錐管內(nèi)的水沙兩相流動(dòng)的宏觀流動(dòng)現(xiàn)象,得到了水沙混合物運(yùn)動(dòng)規(guī)律的概化圖。

3、>　　理論研究主要包括梭錐管內(nèi)泥沙運(yùn)動(dòng)跡線方程的推導(dǎo)、建立了考慮泥沙粒徑和渾水含沙濃度時(shí)的泥沙運(yùn)動(dòng)速度與梭錐管結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的量化模型。泥沙運(yùn)動(dòng)跡線方程揭示了梭錐管內(nèi)的泥沙運(yùn)動(dòng)軌跡;根據(jù)建立的量化模型計(jì)算得到普通裝置內(nèi)泥沙完成水沙分離所需的時(shí)間是梭錐管所需時(shí)間的2.67倍,并隨渾水濃度的增加,其所需時(shí)間的比值增大。錐圈個(gè)數(shù)越多梭錐管分離泥沙的速度越快,但水沙分離所需時(shí)間不會(huì)隨著錐圈個(gè)數(shù)的增加而無(wú)限制增加,表明錐圈個(gè)數(shù)與分離時(shí)間存在最優(yōu)組合