水力旋流器内固相颗粒运动行为分析

为探究固相颗粒在水力旋流器中的运动行为,使用CFD-DEM(流体动力学耦合离散元素)计算方法,针对不同进液量及粒径对颗粒运动轨迹的影响规律进行系统分析。结果表明:颗粒在旋流器中的运动可以根据颗粒运动轨迹特征分为抛物线运动、加速运动以及循环运动3个阶段,颗粒不同运动阶段的起始位置以及颗粒在旋流器中的碰撞次数主要由进液量决定,当入口流速由0.626 m/s增加到1.879 m/s时,循环运动阶段起始位置由轴向坐标位置Z=-54.11 mm处上移到Z=6.67 mm处,碰撞次数由4次增加至83次,这使得颗粒在旋流器中停留时间更长分离难度增大;当颗粒发生碰撞时,颗粒接触反力与颗粒粒径相关,且随着颗粒粒径的增大,接触反力逐渐升高。颗粒粒径由1 mm增加到3 mm,接触反力均值由4.5×10^(-4) N增加到0.025 N。