粒子運輸和分離的傾向通道受到離心力的作用 翻譯

1、華僑大學廈門工學院本科生畢業(yè)設計（論文）翻譯英文原文名:Particle transport and separation in inclined channels subject to centrifugal forces中文譯名: 粒子運輸和分離的傾向通道受到離心力的作用學 院 友恭書院 專業(yè)班級 機械（3）班 學生姓名 范凱芃 學生學號 1001103010 指導教師 黃宜堅 填表日期 2013年5月24日 二一三 年 五月粒子運輸和分離的傾向通道受到離心力的作用我們結合流化床與斜板在來自G勢力和板乘法產生離心機容量優(yōu)勢。數(shù)據(jù)證實了淘析在傾斜通道的高剪切速率提升慣性電梯在高重力g的高容量

2、。系統(tǒng)提供了密度分離顆粒的強大基礎。 摘要一種新的實驗系統(tǒng)的建立是為了調查離心力對顆粒通過傾斜70 °到旋轉軸線的平面的通道中的流體動力傳輸?shù)男Ч?。該裝置安裝在一個直徑2米的離心機內，包括由流化床外殼組成的連接平行斜道的系統(tǒng)。流化的水引導到系統(tǒng)的外周，進入殼體的底部。然后水流入的朝向離心機的中心的方向，通過一個開放的150毫米長的腔室，然后通過160毫米長的系統(tǒng)平面渠道。該通道具有Z = 1mm的垂直間距。然后，水通過400毫米的溢流堰，流到離心機的中心。Semi-batch淘析實驗在硅石進料， 0-0.060毫米的直徑，實現(xiàn)了在粒徑，d和離心加速度GG，其中g是加速度的由于重力的大

3、小來定義的分離進行。使用G = 73在常規(guī)的流化床以G來實現(xiàn)的吞吐量優(yōu)勢= 1介于845至3094。特別的是結果與在論文中描述的理論吞吐量的優(yōu)勢合理的一致?？梢缘贸鼋Y論，水動力的好處是傾斜通道和離心力的增加。進一步協(xié)同流體動力系統(tǒng)產生的離心力，導致壓制顆粒大小的影響，因而粒子分離是在一個強大的離心力的基礎之上。此物理布置提供了密度的基礎上分開的超微粒子中的煤和礦物加工，提供另一種選擇浮式離心。介紹過去30年，在澳大利亞從挖掘的平均收益有減少約40%，反映出礦業(yè)資產的質量在逐步下降。較低檔次礦床也越來越需要通過破碎和研磨的過程來獲得有價值的礦物物種。也增加興趣挖掘老尾礦恢復價值的礦物。顯然，未來

4、的開采需要越來越關注微小顆粒的礦物。而像浮選等傳統(tǒng)的選礦方法將繼續(xù)被使用，而開發(fā)新技術需要解決許多應用方面的難題，以實現(xiàn)所需等級的產品最大程度的恢復。在礦物加工工程中，重力分離可以說是最古老的實現(xiàn)礦物的選礦處理的方法，但是一直只限于直徑超過0.1毫米的粒子。這種顆粒大小的下限大大限制了重力分離的應用。粒子是供給應用于螺旋分離器、夾具或流化床。分離涉及超細顆粒小于0.1毫米的顆粒成為由相對低的終端速度物理約束，UT，因而這些顆粒分離要么丟棄，或分離應用其他方法代替。這項工作的目標是延長重力分離粒度的范圍，包括所謂的超細粉末。圖1 傳統(tǒng)的反流分類，待正常重力場，與G-1的示意圖。離心設備，例如Kn

5、elson和Falcon，為采礦業(yè)提供了更大能力解決細粒選礦。這類設備被稱為“強化重力”，為流化床安裝大型“G力”，允許高效率地處理完成加工。懸浮運輸是礦物通過旋轉的碗狀薄膜，用流態(tài)化水使重粒子的沉降速度真快。越快沉淀的粒子被保留，然后作文能夠放電的下溢物流出，而緩慢沉降的粒子則通過向上溢出流和退出。一些離心系統(tǒng)設計要把握突出斜沉降(抵制,1920),使用沉降管相對于離心力的方向傾斜。這些設備只是實現(xiàn)更快的提要暫停批結算,實際上一個固液分離,而不是一個分類的根據(jù)它們的大小或粒子的密度。其他centrifu加設備注冊多個錐形表面隔開一個狹窄的間距(Gupta,1981)。這樣的安排,旨在促進流體

6、的層流,也產生一個膚淺的流速,增加徑向向中心溢出退出。的固體轉達了完全進入飼料暫停,沒有獨立的流化。系統(tǒng)對粒子進行分類是有用的物種小于給定大小的溢出,但未能阻止那些細粒物種報道下溢出口的粗顆粒流。脫泥低等級的升級前景密集的礦物粒子密度的產品很窮,而有效粒徑分類需要下溢的回收。這個設備的粒子和流體可以自由旋轉相對于斜圓錐表面。相信科里奧利力的妥協(xié)的利益來自斜幾何(Schaflinger,1990)。然而,格林斯潘和Ungarish(1985)表明,引入分隔墻會導致一些依賴容器幾何,進而提高增強沉積率。圖2 含有連接到離心機的旋轉臂的傾斜通道的流化床系統(tǒng)的示意性表示。本文關注分離,通過使用一種新方

7、法組成的小型回流分類器位于一個離心機。是適當?shù)脑谶@里提供一個簡要的描述傳統(tǒng)回流分類器,運營在正常重力場。安排由流化床,系統(tǒng)平行斜通道位于上方,如圖1所示。系統(tǒng)利用發(fā)現(xiàn)的抵制(1920)增加利率隔離時,粒子的接觸表面。加爾文et al。(2009)應用密集斜通道間隙為1.77 mm,促進層流和高剪切速率,進而慣性,選擇性低密度顆粒輸送到溢出,同時允許更高的密度粒子隔離并返回到流化床(Galvin et al .,2009)。選擇性慣性電梯被提拔的相對粗低密度顆粒,導致顯著的分離性能在一個寬尺寸范圍(Galvin et al .,2010),超過荷蘭國際集團(ing)通過使用傳統(tǒng)流化床(Honak

8、er Mondal,1999)。圖2顯示了離心機內回流的安排分類器,用于本研究。每個回流分類器徑向傾斜方向一致,與流態(tài)化水direc泰德向外的外圍設備,然后直接通過流化區(qū)域內,然后通過傾斜的制度渠道。統(tǒng)一的幾何保懸浮物憐在一個固定的表面速度。返流分類器是獨立運行從而最小化科里奧利力的影響(Schaflinger,1987)。此外,溢流堰對每個通道獨立運作,確保公共通道速度設備。沒有這個功能,變量通道速度,甚至full-flow可逆,可以發(fā)生。本研究的目的是提供一個精確的水動力條件,結合離心力的全部好處和水動力的力量出現(xiàn)在傾斜的通道。因此本研究旨在顯示這兩個特性繁殖,產生一種強大的分離。此外,密

9、集陳斜nels應該促進高剪切率,反過來又慣性的揚程主要基于粒子密度相對較低。這種效應是本文首次調查,使用semi-batch淘洗分離粒子的基礎上他們的大小和密度。圖 3 在傾斜通道的朝上的表面的局部流體速度和終端粒子速度之間的流體動力平衡的示意性表示。在中級沉降制度，這種平衡可以同時對不同尺寸的顆粒來實現(xiàn)。我們已經很好地理解粒子的反式端口發(fā)生在傾斜的回流渠道分類器受到通常的重力加速度,g = 9.8 ms-2(加爾文和劉,2011)。原則上,我們現(xiàn)有的模型也應該適用于使用離心力進行分離,有效加速Gg,提供了科里奧利力的影響最小化。因此,我們的目標是驗證這個模型粒子的批淘洗,覆蓋范圍廣泛的G值。

10、我們的假設是,利益結合的應用中出現(xiàn)的離心力和傾斜通道應該增加,從而能夠應用重力分離到極細顆粒小于0.010毫米。Centrifu加力量足以產生一個G的值73用于這項研究。雖然這G的價值不是特別高,價值超過足以測試的基本假設,進而形成一個未來的基礎研究覆蓋更大的G值因此這項工作意義重大,為開發(fā)提供基礎分離技術適合解決廣泛的工業(yè)問題。2、理論加爾文和劉(2011)建立了一個理論模型來描述粒子的趨勢的一個給定的直徑和密度轉達了通過一個通道。本節(jié)回顧這工作在當前的上下文中學習關心離心力的影響。他們的模型,其中包括沒有可調帕拉米,產生了很好的協(xié)議與數(shù)據(jù)的加爾文et al .(2009)。這里,間隔很近的

11、斜通道perpendicular z = 1.77毫米的間距和長度L = 1 m的使用,導致低雷諾數(shù)流動,事實上層流。眾所周知,粒子可橋管和引起堵塞當粒徑達到約1/3的管道直徑。然而,情況是完全不同的通道寬度時大頻道相比差距。相對較大的粒子有一個額外的自由度,通過平面渠道運輸。2.1、在一個斜通道中進行淘選與大型通道寬高比,L / z,充分發(fā)展層流概要文件被認為。實驗涉及固體濃度非常低,因此受阻沉降是被忽視的。圖3顯示了兩個粒子位于向上面對表面傾斜的通道,受到表面速度的拋物線速度剖面,U”。平面通道垂直間距,z,傾斜一個角度,6 = 70°,垂直。在缺乏顯著的慣性升力我們可以假設一個

12、粒子,直徑d,將定位距離x = d / 2的向上面臨表面。泊肅葉流通過一個通道,當?shù)氐牧黧w速度,u,距離x從平面表面，公式是 （1）假設向上的升力作用于粒子小于浮力重量的粒子,粒子所在的平面與x = d / 2。如果W是浮重粒子的流體,然后正常的浮重力量平面表面的通道是Wn = Wcos(6),和活躍的體重力量的切線方向平面表面重量= Wsin(6)。因此活躍的摩擦力比體重力量切線方向是米/床(6),其中如果是摩擦系數(shù)。假設m / 0.3,6 = 70°,這一比率為0.1。因此,摩擦力是最多10%的活躍的重量壓下飛機。隨著剪切速率的增加,慣性升力增加,最終水平匹配的浮力的大小重量力正

13、常的飛機。因此,摩擦力降低10 - 0%的活躍的體重壓下飛機,因此它是合理的在一階分析忽略了摩擦力。曾慶紅。(2009)量化墻上校正因子作為剪切雷諾數(shù)的函數(shù),這是相關的淘洗條件固定在剪切場粒子。一系列硅實驗,這項工作表明阻力系數(shù)之比在墻上的標準阻力系數(shù)范圍從1到1.08的全套試驗特效,而對于煤炭顆粒慣性的邊緣,這一比率達到最大程度的1.18。雖然這種效應似乎是重要的,但這必須放置在與工業(yè)合作的背景下的顆粒不規(guī)則的幾何形狀,與流velo城市通常的終端速度的1000倍以上的粒子。因此長城校正系數(shù)是被忽視的。當然,特殊情況的光滑球形粒子沉降在蠕動流,潤滑力會明顯導致需要重大的墻校正因子(智能et a

14、l .,1993;加爾文et al .,2001)。析條件發(fā)生在一個簡單的阻力超過活躍重量力的粒子表面的切線方向傾斜。建立一階分析,我們忽略了摩擦力和校正因子。反過來我們可以簡化這個淘洗條件之間的平衡當?shù)亓黧w速度和粒子終端速度的切線方向。這淘洗條件抑制顆粒大小的影響考慮到更小的微粒,具有較低的終端速度,utT、暴露于當?shù)厮俣缺壤?u。假設x = d / 2 5<<z,淘洗條件導致 (2)本文提供的分析是一個一階因此準確性將在完全不同的級別的顆粒雷諾數(shù)范圍。然而,值得研究的比例關系產生于這個模型,適用于整個粒子的雷諾數(shù)范圍內,從斯托克斯,通過中間,牛頓的政權。指出,斯托克斯終端速度

15、尺度粒子直徑的平方,d2。根據(jù)情商。(2),表面速度,U,然后直接與粒徑尺度,d1,因此系統(tǒng)幾何降低粒徑的依賴了整整十年。在中間結算制度(萬斯和默爾頓,1965),utT = kd,k是一個常數(shù)依賴于粒子的密度。由此可見,表面速度變得,你= kz / 3,這是獨立于粒子直徑,d。這種抑制顆粒大小的影響導致增強的分離性能,連續(xù)穩(wěn)態(tài)條件下(Galvin et al .,2010)。返流分類器系統(tǒng)的液壓能力圖1所示的定義使用“吞吐量優(yōu)勢”,F = U / ut(Laskovski et al .,2006)。給定表面流速,通過垂直區(qū)從船導致粒子凈化,與粒子表現(xiàn)出平等定義的分離凈化溢出或被保留的傾向。

16、相關的終端速度,但是,基于密度,ps,直徑,d,這樣的粒子。在傳統(tǒng)的流化床,吞吐量優(yōu)勢,F,F的最大值為1,因此提供了一個有用的參考。它遵循直接從情商。(2),層流,通過使用密集斜通道,吞吐量大約接近 （3）U和utT是膚淺的和終端速度的方向傾斜的通道。舉例來說,信道間隔,z = 1毫米,直徑和分離,d = 0.01毫米,通道內的吞吐量的優(yōu)勢是,F = 33?？缍鄠€通道系統(tǒng)包含有限厚度板的有效吞吐量優(yōu)勢是低價值的金屬板厚度減少了可用的流動區(qū)域。這里指出吞吐量被情商優(yōu)勢。(3)是完全不同的關系第一次提供的思考(1925)和中村和黑田(1937),所謂PNK模型。Laskovski et al。(

17、2006)詳細列出depar真正發(fā)生從PNK模型隨著傾斜通道寬高比的增加,以及粒子的作用雷諾數(shù)的影響漸近結果無限寬高比的極限。這里使用的模型適用于通過渠道高縱橫比的,相對于層流充分發(fā)展完整的層流概要文件。2.2、慣性電梯國王和雷頓(1997)使用一個旋轉庫愛特設備檢查移動的球形顆粒的慣性舉起一個剪切場。文和劉(2011)用他們的標準,結合條件適用于中間結算制度(萬斯和默爾頓,1965),與顆粒雷諾數(shù)2和500年之間,產生升力的顯式表達式。這是 （4）剪切速率,通過區(qū)分Eq。(1)給出 （5）粒子的浮重的力量，方向垂直于平面的，是 （6）當升力，LF，超過Wn的幅度，粒子物理應該從表面抬起。粒子

18、就變成了暴露在較高的局部流體velovities，因此沿著朝向溢流的信道傳送。圖4示出升力餾分，LF/ WN，通過升力的比值給定的浮重力垂直于該平面上，相對于信道間隔。理論分析適用于一個在水中直徑d=0.310毫米和密度s=2600 kg/m3的.當相對升力大于1的表面和傳達顆粒升降機的粒子。圖4顯示了升力的一部分,低頻/組成,由活躍的升力重量的比率迫使普通飛機,與信道間隔。理論分析適用于粒子的直徑、d = 0.310毫米,和密度,ps = 2600千克/立方米。中央曲線,基于表面速度U = 0.05 m / s,適用于使用的條件研究加爾文et al .(2009)。這條曲線達到1.0的分數(shù)升

19、力信道間隔減少1.77毫米時,對應荷蘭國際集團(ing)的流動雷諾數(shù)pU2z / m = 177。注意流雷諾數(shù)取決于渠道的水力直徑,2 z。很明顯的部分升力降低到0.01,當信道間隔增加到10毫米,和落在0.0001的信道間隔60毫米。然而,在U = 0.1 m / s,提升實現(xiàn)的信道間隔4毫米,對應于一個流雷諾數(shù)為800。一般來說,升力系數(shù)為1.0時保持流速和信道間隔兩雙,鑒于這種擴展保存剪切率的值在墻上。此擴展對應雷諾數(shù)增加到了原來的4倍。因此進一步適度增加速度和間距要求的層流條件很快丟失,讓位給一個新的機制的粒子通過傾斜的渠道運輸(Laskovski et al .,2006)。因此,硅

20、顆粒的水,laminar-shear分離機制是lim報道密集渠道不到約8毫米。圖5顯示了升力分數(shù)的粒子直徑d = 0.310毫米,受表面流體速度U的= 0.05 m / s與信道間隔。的理論數(shù)據(jù)覆蓋粒子密度1400,2600,4450公斤/立方米。粒子密度1400 kg / m3經驗升力分數(shù)為1.0時,信道間隔z = 3.3毫米。這里的升力粒子密度2600 kg / m3的分數(shù)是0.23,而對于粒子密度4450 kg / m3是0.10,因此這些密集的粒子沒有表現(xiàn)出提升趨勢和傳達。選擇性是由慣性推動升力。2.3、離心力的影響本文研究一個非常具體的命題。如果一個系統(tǒng)平行斜通道受到離心力,因此G的

21、一個重要價值,整體吞吐量的優(yōu)勢是什么?圖5。升力分數(shù)與信道間隔不同密度的顆粒受到表面速度為0.05米/秒。活躍的體重力的分析是基于一個粒子的法線方向直徑d = 0.310毫米和粒子密度的1400年,2600年,4450公斤/立方米。圖5 升力分數(shù)對信道間隔為不同密度的題目為0.05 m / s的表面速度的顆粒。該分析是基于正常方向的浮力重力的直徑為d的粒子=0.310毫米和密度的顆粒1400，2600，4450 kg/m3的。顯然，離心力的強度，因此G值，而變化的半徑方向，從G值增加的溢流堰，以在入口通道更高的值。前面提到的臨界條件淘洗一次出現(xiàn)的懸浮顆粒沉降到平面上。顆粒需要沿著通道行進，與平

22、坦表面接觸之前的距離，可以改變明顯，取決于粒子與平面的入口處的通道之間的垂直距離。該到達的平面表面從溢流堰一段距離的那些顆粒會清楚地遇到較大的離心力，因此將“反流”回到流化區(qū)。其中滑入流化區(qū)的顆粒將被掃回通道，提供了一個進一步的機會離開該系統(tǒng)。這意味著它們的G在溢流堰的值支配，在結束時，最后的分離。在給定位置容器內粒子的加速管理終端沉降速度將高于G的重力加速度的因素,因而粒子沉降的整體吞吐量利用斯托克斯政權應該女朋友。因此非常高吞吐量的優(yōu)勢應該是可以實現(xiàn)的,除了任何現(xiàn)有的流化床技術的極限。G = 100,F = 33歲的整體吞吐量等優(yōu)點天變成3300 !演示實驗的結果還沒有公布之前,和的一個大

23、型離心機必須首先開發(fā)了包含必要的系統(tǒng)幾何和安排提供流體和顆粒。它進一步指出,隨著G的值增加,慣性力,從而顆粒雷諾數(shù),增加。反過來,超細粒子的沉降政權直徑小于0.1毫米從斯托克斯政權轉移到中間結算制度。因此,依賴終端速度的粒徑變化從d2 d1依賴。因此重力分離,通過使用離心設備在選礦,稱為“強化重力”,因為有提高性能明顯在更廣泛的粒徑范圍。特別是,粒子目前定居中間結算制度經驗當?shù)亓黧w速度在墻上增加直徑成正比,而終端速度也會增加他們的直徑成正比。因此,不同直徑的顆粒應該應對共同的淘洗條件在一個膚淺的通道速度(Galvin et al .,2009;加爾文和劉,2011)。因此,通常的超細顆粒原則上

24、,解決與d2依賴可以被分離的基礎上他們的密度d°依賴。圖6 高爾文和劉（2011）的傾斜通道淘洗模型，顯示出變化的分選密度與粒徑不同的G值計算，并以非常低的固體濃度中的應用。在重力的影響下，在G =1時，分離密度顯著在小于0.1 mm的粒度升高。在最大離心力在本研究中使用，G =73，分離密度在0.030毫米顯著升高，而在G =300分離密度上升在大約0.010毫米。理論模型被用來預測不同的離心力的影響,所定義的G的值,在不同直徑的顆粒的淘洗和密度。結果是圖6所示為一個固定的表面流體速度。淘洗條件、u = UtT和慣性較大的提升,低密度,粒子有助于發(fā)現(xiàn)。G = 1的值分離密度變化與粒

25、徑更強烈,在粒子直徑增加到相對高值小于0.1毫米。目前的研究僅限于最大離心力對應于G = 73。這里很明顯存在分離點下面的基于密度分離顯著惡化。在G = 73這發(fā)生在低得多的粒子直徑約0.030毫米,而對于G = 300分離點發(fā)生在一個非常小的粒子直徑約0.010毫米。這些pre措辭,這顯示出相當恒定分離密度在一個廣泛的粒徑,說明潛在的重力分離覆蓋到接近于零的大小,并與浮選。受阻沉降的潛在好處可以在幾個方面評估,通常由一個受阻沉降系數(shù)依賴于固體濃度(理查森和扎基,1954)或使用偽流體的方法。在偽流體方法中,受阻沉降的影響,因存在suspended粒子,介紹了通過修改流體性質如密度和粘度(迪菲

26、利斯和Pagliai,2003)。圖7中關注的主要因素,增加流體密度的影響,從1000年kgm 3 - 1150 kg / m3的偽液面,與G = 73。在這種情況下,粘度沒有改變。這里很明顯一個更加統(tǒng)一的布局方式密度產生整個粒徑范圍。所需的表面流體速度較低,進一步減少分離大小。3、實驗圖3示出的平面流道裝置的示意圖，傾斜70°到旋轉軸。變速驅動器安裝到控制離心力的強度。最初的工作是在177轉進行的，對應于約137毫秒-2在溢流堰，位于400毫米的垂直軸的中心線的徑向距離的加速場。因此，G值是14。隨后的工作是為G等于28，55和73進行。半間歇淘洗實驗使用的fluidi-zatio

27、n水的連續(xù)供應，通過傾斜渠道溢出來傳達較慢沉淀顆粒。它是必不可少的內部系統(tǒng)進行機械平衡從而在兩個旋轉臂被連接到軸，沿相反的方向各指針。相同的傾斜通道裝置連接在旋轉臂，以在70 °到垂直軸對準的傾斜通道。為了簡化設計，流化區(qū)在相同的角度傾斜的通道是對準的。原則8大單位可以在離心機內注冊成立，但是，對于這第一個研究，決定采用更小的船只，并使用兩個單位在軸的兩側，以確保機械的穩(wěn)定性。的內部截面積為40mm ×40mm的兩個流化區(qū)和傾斜的通道區(qū)，而一半的傾斜通道截面的流動面積是由1mm厚的板所占據(jù)。相鄰的板面之間的垂直距離為1毫米。流化區(qū)為150毫米長，而在板的溢流堰的長度為160

28、毫米。該板延伸的進一步40毫米超出溢流堰通過每個通道驅動一個均勻的流動。在沒有相鄰信道之間的這一規(guī)定流動通訊，可發(fā)生機生產線¬慶降低，甚至為負，流動在一個通道，并在相鄰的通道更高的流量。因此，該條文是必不可少的。一箱是在系統(tǒng)周圍產生捕捉水和顆粒從溢流堰排出。溢出，然后排出朝向離心機的地板上，防止材料被甩出周圍的單元。圖7 分離密度與基于高爾文和劉（2011）的離心力與G =73淘洗模型的粒徑。上部和下部曲線對應于一個較高和較低的流體速度，以1000 m 3的液體密度。 1150 kg/m3的更高的流體密度的好處表現(xiàn)出的中間曲線，以更加一致的分選密度明顯。一個雙環(huán)形，與豎直軸對齊，并位

29、于上述旋轉臂，用于在一個固定的速率供給流化水的實驗系統(tǒng)。此流化水加入到外環(huán)形區(qū)以固定的速率，范圍從2至超過30升/分鐘，這取決于所要求的條件。該流，然后分成兩個單元。微粒的漿料也被加入，但在非常低得多的體積速率。的回流動作，則分隔符里面發(fā)達，具有逼退沿傾斜渠道流化區(qū)較粗或較重的顆粒，以及更精細或更小致密顆粒繼續(xù)通過向溢流口的裝置。在一個實驗開始時的水的流量，以將系統(tǒng)設定和測量。然后在離心機中接通和轉速提高到所需的水平。進料漿料，然后將其懸浮在一個燒杯中，并加入非常逐漸到外環(huán)形區(qū)。流態(tài)化水也排出到外環(huán)形區(qū)的漿液排出，以幫助洗滌漿料進裝置的點前進。一旦所有的漿料已被添加時，水的流化加成下保持較長的

30、時間。實驗時，在相對較低的流速進行了這一時期增加。其目的是確保每一個能夠從設備中被淘析的顆粒會。因此，實驗是為了實現(xiàn)平衡的分離，類似于使用Laskovski等人的方法進行。 （ 2006年）。所有從設備淘洗中的固體從離心機的底部收集。額外的水被用來將顆粒洗成一個小槽相鄰的離心機。然后將懸浮液輸送到另一油箱，并使其沉降。該實驗方法的最后一部分是關心反流分類單元內保留了顆粒的回收，被稱為溢。最終的目標是規(guī)范下溢流撤出，實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)的分離。然而，這里的重點是關于粒子的系統(tǒng)的半間歇淘洗。一旦淘洗階段已經完成，離心機已關機，讓旋轉臂放慢腳步，來休息。流態(tài)化加水，繼續(xù)以從設備洗滌剩余的粒子。加水率增加

31、，以確保所有的顆粒除去。再次將水直接加入到離心分離機的下部，以從單元洗所有的顆粒。懸浮顆粒被泵入第二個罐中并靜置沉降。收集在一個給定的槽中的顆粒沉降，通過傾析仔細將水除去。剩余的漿液，除去并干燥，以獲得顆粒的質量?；謴偷南乱绲目偸潜纫缌鞯幕厥崭鼮橛行В绕涫钱斠绯龊谐^0.010毫米，直徑小于顯著POR¬蒸發(fā)散。因此大眾分裂到下溢報告中的固體是基于下溢和飼料的質量值。為占主導地位的顆粒粒度小于0.038毫米，最好的篩孔尺寸，以激光為基礎的顆粒尺寸分析儀用于獲得粒徑分布數(shù)據(jù)相對精細的飼料。分割曲線，它表示一個給定的直徑，以給定流流報告的粒子的概率，用的是粒徑分布和質量分離數(shù)據(jù)決定。分

32、割曲線的數(shù)據(jù)相對于粒徑為通過擬合方程惠頓（Rao等，2003）進行評估。得出 (7)其中P是基于給定的直徑保持在該系統(tǒng)的顆粒部分的分區(qū)號中，x= d/S50是歸一化的顆粒直徑，d為粒徑，S50是分離直徑與任一即相等的概率保留或淘洗，并且是分離的銳度的度量。對于實驗集中在顆粒的密度的基礎上，分離下面的函數(shù)擬合到實驗數(shù)據(jù)。得出 (8)表1在矽比科石英粉400G重量的粒度分布。P為分區(qū)號，它表示一個粒子的密度，PS，該溢流報告的概率。在D50為具有相等的傾向報告給溢出或保留，稱為分離密度，而p的流體的密度的粒子的密度。該EP是Ecart可能（遺囑，以及納皮爾 - 芒恩，2006），這表示該錯誤的分離

33、¬和灰密度。得出 (9)其中D75和D25分別與該溢流報告和是流體的密度的0.75和0.25的概率粒子的密度。 在第一系列實驗中使用的二氧化硅粒子的一個規(guī)范， 400G 。的粒度分布，其示于表1中，覆蓋了從0到約0.060毫米的范圍內。在實驗的最初程序中的二氧化硅超微飼料用淘析的速度和離心力的不同組合淘洗。分割曲線被用來量化分離直徑。實驗結果進行了比較，采用高爾文和劉（ 2011）的理論模型，與岑¬ trifugal加速更換重力加速度的顆粒終端速度的計算（ Zigrang和西爾維斯特， 1981）預測的數(shù)據(jù)。實驗還進行了使用密度較低的細煤顆粒。粒子覆蓋的0.038 

34、2; 0.260毫米尺寸范圍，并且使用一系列篩子進行了分析。煤制備涵蓋了一系列窄餾分的密度，首先1250至1300年kg/m3的， 1300至50年kg/m3的1350 ¬ 1400 kg/m3的， 1400至1450年kg/m3的， 1450年至1500年kg/m3的和樣品1500 ¬ 1600 kg/m3的。最初的一系列實驗使用一三年至1350年kg/m3的樣品，淘洗在不同的流速進行。然后單獨的實驗，用密度級分，使用固定的流化流量為33升/分鐘每一個實驗，以在兩個單元進行。進料，溢流和部分保留的粒徑分布進行測定，并分割曲線與粒徑制備。從所有實驗中的數(shù)據(jù)也被結合起來，以產

35、生根據(jù)周圍的粒子密度分區(qū)曲線。這些分析允許待測量在分離密度與粒徑的變化。4、結果與討論4.1、淘析條件的影響在第一系列實驗的目的是評估的淘析條件的有效性，如前所述，在其中本地流體速度，從朝上的平面表面上的一個粒子的半徑，就等同于的終端速度的切向分量粒子。這里的一個基本假設是，所述顆粒具有足夠的穩(wěn)定時間的傾斜通道內駐留在朝上的傾斜面。在這些實驗中所施加的條件涉及相對升力小于1.0時，在整個顆粒大小范圍。該模型預測，一個粒子滿足淘洗條件將有一個相等的概率或者被保留在系統(tǒng)內，因此，其直徑將分離的大小， S50被傳送到溢出。因此，一系列的淘析試驗進行，以G等于14，28 ，55和73在該裝置的溢流堰。

36、二氧化硅的單一進料，以密度2600 kg/m3的，被用來在工作，因此進料的粒度分布是固定的，如表1 。給出了系統(tǒng)的幾何形狀也是固定的，與信道間隔為1mm，長度L = 160毫米， Z， ，有生產的每個流量獨特的分離。從這項工作中所產生的數(shù)據(jù)列于表2中。表2使用進行淘析實驗在g的不同值和流速的400G二氧化硅粒子Q的膚淺的信道速度，質量分裂從分離，分離直徑和銳度指數(shù)得到的實驗數(shù)據(jù)列。分割曲線用的進料和下溢的粒度分布，和進料的質量和底流獲得的。溢出是非常好的，因此它完全恢復被視為不可靠。通過實現(xiàn)該分區(qū)曲線的閉合帶分區(qū)號接近1.0在較粗尺寸獲得高置信度中的數(shù)據(jù)的對帳。進一步有在從不同的實驗得到的數(shù)據(jù)

37、非常良好的連續(xù)性，從而進一步置信¬置信中的結果。許多實驗都是濃度¬管道中復制，以評估數(shù)據(jù)典型的不確定性，涵蓋范圍廣泛的離心力，以G = 14 ， 28 ，和55 ?；?實驗分離的直徑的標準偏差被認為是3。從用G = 28和流速為4.0 ， 8.2和12升/分，以這兩個單元的實驗中制備如圖8所示的分區(qū)曲線。曲線擬合的基礎上，惠頓方程，是合理的，具有在最細粒子大小的一些偏差明顯。該分區(qū)的曲線表明，該相對較小的顆粒的設備內被保留的概率是非常低的，而被保留較大顆粒的概率是約1.0。分離直徑， S50中，這對應于0.50的分區(qū)數(shù)量，對于每種情況進行測定。圖8 使用的G等于28，每一

38、個不同的流量值，獲得分區(qū)曲線。分色的S50是0.0075毫米0.0125毫米，分別0.017毫米為界，菱形，和三角形。圖9 粒子分離直徑和保留在分離器的質量分數(shù)之間獲得的相關，涉及本硅石進料，覆蓋的G值從14到73的實驗。顯然有跨越的實驗范圍內較強的內部一致性。圖9示出S50的相對于進料的裝置內保留的，覆蓋全范圍G值計算與流率的質量分數(shù)的值。顯然有不同的實驗之間具有很好的一致性。圖。圖10示出的變化中的一個所用的值中的惠頓方程與顆粒雷諾數(shù)。此處所用的顆粒雷諾數(shù)是基于粒子終端速度，使用的G的適用值和S50的值計算出的切向分量上。圖10 分離，銳度，相對于顆粒雷諾數(shù)，calcu¬late

39、d使用基于G的增加為顆粒雷諾數(shù)的增加值的應用價值，趨于平緩，當顆粒雷諾數(shù)超過0.1之前的終端速度。慣性力，從而減少對粒徑的沉降速度的依賴新生¬置信，導致更清晰的分離。顯而易見的是， a的值與顆粒雷諾數(shù)，因此，粒子的慣性，接近約4.5的穩(wěn)定值上升。圖11 顆粒分離直徑與通道表觀速度。連續(xù)曲線表示理論預測。該符號表示實驗的數(shù)據(jù)（圓G =14，正方形G =28，三角形G =55，穿過G =73）。圖11示出在粒子分離直徑與所述傾斜通道內的表面上的流體速度的變化。每個實驗數(shù)據(jù)系列對應于G的不同的值（14 ，28， 55 ，和73 ），并與理論模型的預測比較。該模型預測的關系幾乎是線性的。終端

40、速度是使用加速度字段等于為Gg計算。切向分量是UTT = utsin6其中6 = 70°是通道的對準和垂直軸之間的夾角。在的G值相對較低的協(xié)議= 14和28是非常好的，同時有離開的跡象在較大G = 55和73的值。圖12示出實現(xiàn)了分離在一個給定的顆粒直徑d與淺表通道速度的預測值使用淘析模型所需的實際表面上的信道速率之間的相關性。實際的速度是在理論值的平均為81，協(xié)議在合理水平。圖12 表觀流速和達到給定的顆粒分離直徑為G的一個給定值所需要的預測的膚淺的流速之間的關系的實驗數(shù)據(jù)，用圓圈表示的G-14，正方形G-28，三角形G-55，和雜交G-73。實際的表觀速度是在預測值的平均值的81

41、。實際吞吐量因子， U / UTT ，基于流體在通道中，U和切向終端速度， UTT的空塔速度的在G = 1的S50中的粒子的比例，示于圖13。圖13 淺表流體速度的比值在G-1顆粒終端速度與GZ/（3D）給出吞吐量的因素。該結果顯示對G力和傾斜通道幾乎乘法的益處，從而導致吞吐量的因素大大高于G的值越高（圓圈G-14，正方形G-28，三角形G-55，四通G-73）。這可以通過因子顯示與粒子分離直徑d的倒數(shù)，表示為Gz/3d 。這個量是從方程得到的z / （ 3d）中的產物。 （ 2 ）和G它的價值是顯而易見的存在，表明從傾斜的幾何形狀和離心力場，兩個福利制度的好處乘以U / UT和Gz/3d值之

42、間合理的協(xié)議。數(shù)據(jù)還顯示從奇偶校驗為吞吐量的因素增加了一些分歧。這種趨勢可能是由于那里是沒有足夠的機會來完全建立在通道中拋物線層流。雷諾數(shù)的價值約40上升至575 ，在整個范圍內的實驗條件。層流配置文件未發(fā)育完全的流動雷諾數(shù)較大的值，因此在壁的局部流體速度比預測的層流更高。發(fā)散也可能是由于科里奧利力，在量化的增大泰勒數(shù)，它直接擴展與角速度和顆粒直徑的平方，而反比與運動粘度（ Ungarish ，1995）計算。一些無量綱組用于評估科里奧利力（ Schaflinger ， 1990）的意義。該Rossby數(shù)描述的慣性，以科氏力之比。根據(jù)剪切速率的傾斜通道與角速度離心機內的比例的改性Rossby數(shù)

43、提供了這個系統(tǒng)的有用指標。在G- 73 ，使用的剪切速率范圍從克 - 6U/z-250至2040年S_1 ，而角速度為鄰42弧度/秒。因此，對于G- 73 ，這個修改后的Rossby數(shù)突破1 ， 6至49 ，因此高剪切速率抑制科里奧利力的影響。這是顯而易見的，從圖13 ，與G- 73 ，可以實現(xiàn)約845-3094倍，額外¬普通結果吞吐量的因素。一種更常規(guī)的流化床進行的G相同的值將被限制到一個吞吐量因子，充其量只有73相對于該可能在G-1 。應當指出，在這個系統(tǒng)中定義的信道板是1mm厚，因此一半的總流動面積被所述板所占據(jù)。從而有效吞吐量因子是半此處報道的水平。它進一步指出，在高固體濃度

44、時，需要在令人滿意的速率處理的固體，受阻沉降會導致進一步降低速度，都為常規(guī)流化床和用于該系統(tǒng)。不過此報告的結果表明高容量分離器可以使用的G相對較低的值來產生，或者說過人的分離度應達到在涉及直徑的顆粒小于0.001 mm的尺寸G.工業(yè)規(guī)模分離的高值這樣才有可能。4.2、慣性力的影響粉煤分離的重點是對部分比0.038毫米，最好的篩孔尺寸較大。下溢和溢出顆粒均被回收和群眾相比，飼料質量。顆粒的損失是典型的為1-5 ，平均為3 。這些損失被認為是在溢出，其中涉及水的體積大得多。因此，分區(qū)號是根據(jù)進料和下溢的特定粒徑的餾分的質量。一般來說有在從不同的實驗產生的數(shù)據(jù)連續(xù)性優(yōu)良，可提供進一步信心數(shù)據(jù)的可靠性

45、。初步實驗采用不等密度一三年至1350年kg/m3的（ 1325 kg/m3的名義密度）的煤顆粒和測距的粒徑從0.038到0.260毫米進行。每個實驗是在不同的流速進行，并在每種情況下，S50的值通過內插或外推以惠頓式求出。圖14示出在這些實驗中達到的粒度分級。圖。圖15示出在分離直徑與水的通過的通道，同時煤和與G- 73 ，二氧化硅的速度的變化。所示為二氧化硅的數(shù)據(jù)是相同的，在圖11呈現(xiàn)，用空塔速度和在S50中分離直徑，盡管斯托克斯定律適用，即使在G的高值對于低濃度煤的事實之間的線性關系明顯，也存在類似的線性關系，但是，在分離直徑然后用增加的膚淺通道的速度迅速增加，與速度比例與 D0.3 。

46、因此，該系統(tǒng)具有流體動力學實質上ELIMI ¬經過NAT上的所有粒徑的依賴。這樣的結果是類似于在分離尺寸與表面速度報告昂等人的迅速增加。 （2009年）為G-1 ，后來被高爾文和劉（ 2011）歸因于慣性升力。因此，使用G -73 ，它應該是能夠產生低密度的煤產品覆蓋0-0.26毫米寬的尺寸范圍，從高密度二氧化硅摻入很少污染。在G的值越高，應該可以從煤產品拒絕更二氧化硅。第二個系列的實驗是用粉煤，每一個不同的特定的（狹義）的密度范圍內，隨著粒徑范圍為0.038 0.260毫米進行。在每一個實驗中，將淘析，用33升/分鐘的流速，同樣提供給兩個設備進行。該流量對應于0.34米/秒的信道速

47、率。圖16表示分區(qū)的曲線，基于粒子的直徑，從不同的實驗得到的。顯而易見的是，在每種情況下，最細的顆粒具有低的分割數(shù)，因此，一個低的傾向留在分離器內，而較粗的顆粒具有高的傾向，被保留。每條曲線，圖14 使用15的流速，25，30，33，和水35升/分鐘到2個單位，進行G-73實現(xiàn)低密度煤標稱密度，kg/m3的1325的大小分類。圖15 獲得與低密度煤（1325 kg/m3）的淺表通道的速度和更高密度的二氧化硅粒子（2600 kg/m3）的分離直徑。顯而易見的是，煤覆蓋一個寬的尺寸范圍將淘洗與二氧化硅的只有一個窄的尺寸范圍內。其對應于一個不同的公稱顆粒密度，提供了被稱為S50的相應分離直徑。因此，

48、曲線提供用于獲得分離的密度和也被用來從這個系列的實驗中產生的粒子幅員數(shù)據(jù)生成圖中所示的分區(qū)曲線之間的關系的基礎圖17 ，根據(jù)粒子密度。在重力分離這些基于密度的分割曲線被應用到進料的已知密度分布來預測從一個給定的裝置中的分離實現(xiàn)的。這里，每一個分區(qū)的曲線對應于一個窄的粒度范圍內，其特征在于，從該尺寸范圍的顆粒的平均直徑。分割曲線明顯陡給出的低固體濃度，并因此缺乏自體稠密介質中。在數(shù)據(jù)集的一致性是顯著由于用于形成給定曲線的數(shù)據(jù)是從六個不同的實驗中產生的。平均而言，流體元素花了不到0.5秒的渠道，因此分離速度是非常高的。圖16 使用的33升/分鐘的流速，以在G =73操作兩個單元實現(xiàn)分區(qū)大小曲線粉煤

49、。從左至右的數(shù)據(jù)對應于密度的顆粒1550,1475,1425,1375,1325,1275 kg/m3的。在曲線擬合對應S50的值是0.052，0.071，0.095，0.125，0.152，和0.170毫米，和一個值是1.7，2.4，2.9，3.4，4.0和4.5。圖18示出的變化中分離顆粒密度與粒徑為0.34米/秒和G = 73這個信道速率。有一個在分離密度的逐漸增加隨著粒徑減小，接著在約0.03毫米的強分離的效果。這相當有限的粒徑分離密度的依賴性是非?？扇〉闹亓Ψ蛛x，這里的目標是分離的顆粒密度的基礎上。相比之下，理論曲線親¬在G = 1誘導的常規(guī)流化床顯示了在分離密度與粒徑非常強的變化。有很大的關系也很明顯的斜道在G- 1 。所有的數(shù)據(jù)集都適用于低固體濃度。這是顯而易見的，該傾斜通道和G- 73的大的值的組合降低在分離密度隨粒徑的變化。圖19示出變異的Ecart可能的， Ep時，用粒徑為0.34 m / s的信道速率和G- 73 。這些數(shù)據(jù)表明，該分離性能維持在很寬的粒徑范圍與EP 0.07