氣力提升系統(tǒng)性能分析及流場結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、氣力提升系統(tǒng)無運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)非常簡單，非常適合礦漿提升、河道清淤、石油和化工液體輸送等工程領(lǐng)域。但氣力提升系統(tǒng)提升過程中氣液固三相相互作用機(jī)理復(fù)雜，提升管內(nèi)氣液固三相的運(yùn)動(dòng)特性也很難完全把握，這大大限制了氣力提升系統(tǒng)的性能提升，為此，本文圍繞氣力提升系統(tǒng)提升性能以及管內(nèi)三相流流場結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究，主要內(nèi)容如下：
　?。?）建立了氣力提升系統(tǒng)的理論模型。通過動(dòng)量定理和多相流理論建立了氣力提升系統(tǒng)的三相流速度模型，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)

2、牛頓第二定律分析了氣力提升裝置的臨界提升條件，然后基于能量守恒定律建立氣力提升效率模型。最后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了氣力提升速度模型、臨界提升條件以及效率模型的正確性。為氣力提升系統(tǒng)性能分析提供了基礎(chǔ)。
　?。?）獲取了氣力提升系統(tǒng)的提升性能。為了獲取氣力提升系統(tǒng)的最優(yōu)提升性能，研究不同固體顆粒粒徑、浸入率、顆粒濃度、進(jìn)氣量下，揚(yáng)水量、揚(yáng)固量的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)和理論分析結(jié)果均表明：臨界提升的氣流速度隨顆粒尺寸增大而增大，隨浸入率升高而減小

3、；揚(yáng)固量隨浸入率和顆粒濃度升高而增高，隨粒徑增大而下降；提升效率隨浸入率升高而增高，隨粒徑增大和顆粒濃度增而下降；此外，存在著最佳進(jìn)氣量使得揚(yáng)固量與提升效率處于峰值。
　　（3）揭示了提升管內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)。通過高速攝像儀采集了提升過程氣液固的流動(dòng)圖片，獲取了氣固的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但液相由于其連續(xù)性特征，無法從圖片上獲取，為此通過激光多普勒測速儀測量了提升管橫截面液相的速度場分布規(guī)律。研究結(jié)果表明：氣力提升管內(nèi)的流型呈現(xiàn)周期性的交替變換，其