除砂器中旋流器的三个分速度
2013-01-12除砂器中旋流器任一点的流速均可分解为三个分速度,即切向速度、径向速度和轴向速度,下面详细讲解其分布特性。
旋流器的切向速度
在低于溢流管下边缘的水平旋流面上,静压头是由周边向中心减小的,并且减小的程度取决于旋流的速度。由于在旋流器的任一半径上静压头和速度头之和是相等的,所以当静压头随半径减小而减小时,速度头就必然增加,因此越接近中心,周向速度越大。靠近旋流器中心线处的流体的周向,速度及相应的离心力变得如此之大,以致使液体发生破裂并沿着中心线形成空气状的空气核心。如果底流口和大气相通,空气柱便保持下来。
研究工作者对水力旋流器内速度场进行实验研究的结果表明,切向速度变化与水力旋流器半径的关系,并取决于水力旋流器结构和溢流管与底流口直径的比例。
切向分速度与水力旋流器半径的关系为:切向分速度随液体的旋转半径减小而增加,但在接近溢流管半径处(亦即空气柱附近)达到最大值,而后急剧减小。
旋流器的轴向速度
轴向速度也称垂直速度,在水力旋流器内,沿圆柱和圆锥内壁高速向下的液流对旋流器的工作是非常重要的,因为它运送已被分离的颗粒底流口。
在中心区域向下的液流部分地与向上的液流平衡。也就是说在沿高度的任一水平截面上,总存在着一向速度为零的点,该点的内侧向速度为正,该点的外侧轴向速度为负。在旋流器内部轴向速度为零的点的轨迹为一圆锥形的表面,在该表面以内液体向上运动,在其外侧液流向下运动。
旋流器的径向速度
到目前为止,对径向速度的研究尚不够充分,对径向速度的分布问题仍存在分歧。但径向速度通常比其它两个分速度小得多,并且其本身也难于准确地测定,所以在实际计算中可忽略不计。水力旋流器中的这种速度分布规律仅限于定性描述,即使是密度和粘度较低的水的流型也是非常复杂的。因此几何形状不同或是液体的粘度不同,旋流器中液体的流型绝不会雷同。