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旋流器分离理论的探究现状

2014-3-13 11:29:11

    伴随着水力旋流器的研究与应用，其分离理论的研究也如火如荼地展开。由于水力旋流器中的液、固两相流体的三维强旋转场及其分离机理的复杂性，使得水力旋流器没有一个通用的物理和数学模型来支撑其分离的理论模型。因此水力旋流器的结构和操作参数对分离性能的影响关系式均停留在定性阶段或局限在很窄的条件范围内，有代表性的旋流器分离过程物理模型包括以下理论：Driessen于1951年提出的平衡轨道理论、Ri-etema于1961年提出的停留时间理论、Fahlstrom于1960年提出的底流拥挤理论和湍流两相流理论、王光风推导出来的内旋流分离模型、溢流理论及分离过程随机性。这些物理模型支撑了旋流器的发展过程。

    以上所述的分离模型可以预测进料中的浓度、流量比Rf均较低的情况下操作的水力旋流器的分离性能。但因各种模型未综合考虑影响分离的各种因素以及其各自的缺点，又不能全面地描述水力旋流器复杂的分离过程。而非线性的随机理论用来描述水力旋流器的分离过程已初显其无比的威力。

    通过对旋流器分离过程的非线性与随机特性的深入研究，拟采用人工神经网络对分离过程的成功模拟，可完成旋流器不同条件下结构与操作参数的优选；在此基础上采用随机模拟法来预测优选的旋流器结构与其操作条件下的分离性能(如效率曲线)。获得对旋流器的分离过程符合实际的认识，从而提出新的分离理论，并为旋流器的工程设计开辟使用范围广、精度高的新设计方法。