水力采集过程中单球形颗粒起动试验研究

为定量研究粗颗粒起动过程中流场和颗粒的相互影响,采用高速摄像与PIV (particle image velocimetry)等试验手段,研究颗粒粒径d、采集管道距底面高度h和颗粒密度ρp对单球形颗粒被采集管道抽吸脱离底面的起动流速和流场分布的影响。研究结果表明:颗粒起动Fr数和颗粒起动Re数随着h/d,d/D和ρp/ρf增大而增大,对于大颗粒采集,h不宜超过1.75d;球形颗粒会使颗粒下半部的流场流速降低,导致更大的速度梯度和压力梯度力;颗粒起动过程与密度比有关,玻璃球起动过程是由采集管投影中心沿着近似螺旋线运动至投影边缘并绕着轴线旋转后被提升,而尼龙球是直接从正下方被吸入采集管内。