梭錐管水力分離水沙機理試驗研究.pdf

1、梭錐管渾濁流體分離裝置(簡稱梭錐管)是一種新型的分離水沙兩相流的專利技術。該項技術具備水沙分離效率高、耗水率低、無需外動力和化學藥劑等特點。為了探求梭錐管的動態(tài)水力分離水沙機理,進一步優(yōu)化其結構型式,為其推廣應用提供理論依據(jù),本文利用試驗研究和理論分析相結合的方法研究了梭錐管內(nèi)部水沙兩相流場和濃度場特征、水沙兩相流的分離機理、泥沙運動速度與梭錐管結構參數(shù)之間的量化關系及泥沙運動軌跡等問題。
　　試驗研究包括水沙兩相流場的測試、泥沙

2、濃度分布的測試和水沙兩相流宏觀流動現(xiàn)象的拍攝。即應用先進的粒子圖像測速技術(PIV)測量不同工況下梭錐管和普通裝置內(nèi)的水沙兩相流場,揭示了靜水和動水條件下渾水含沙濃度不同、處理流量不同時梭錐管內(nèi)的水、沙二相的運動規(guī)律;在梭錐管內(nèi)不同位置布置采樣點,測試靜水和動水條件下不同時刻各采樣點的含沙濃度,揭示了梭錐管內(nèi)的泥沙濃度分布規(guī)律;應用攝像機拍攝了靜水和動水條件下梭錐管內(nèi)的水沙兩相流動的宏觀流動現(xiàn)象,得到了水沙混合物運動規(guī)律的概化圖。

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