旋流场内液滴破碎与临界入口雷诺数的确定

添加人：admin 发布时间：2015/8/6 9:40:38 来源：中国破碎机网

　　2关键词旋流场；液滴；分离；剪切应力；临界雷诺数中分类号贝28.46文献标识码旋流场有两种存在形式，强制涡和自由涡。如离心机内的旋流场为强制涡。旋流器内既有，制祸，又有自由涡，但以准自由润为主。强制涡内不存在切向剪切应力。而由涡或准自山涡内存在切以剪切应力。因此，当旋流器用于气泡液滴的分离时，可能会导致颗粒破碎，致使分离恶化。另方面，由于旋流场中的流动可能为剧烈的湍流运动，湍流运动中的高剪切应力使得液液体系中的分散相液滴可能发生剪切破碎，以及湍动能引起的破碎，造成分离的困难。因此，研，液滴在旋流场中所受到的剪切力以及湍动能，将有助十对液液分离的研1旋流场小。促使汕滴发生破碎的原因般有两种当分散相和连续相的粘度比人大于3时，液滴不发生剪切破碎，只发生变形。但当湍动能大于界面山能时，导致液滴破碎。付于在旋流场中运动的液滴，面经受剪切力湍流速度和压力的变化。当其动能能够弥扑中。个液滴和由破碎而产生袁惠新1957，男。江苏无锡人。工学博士，教授，博士生导师。主要从事分离科学与技术的研究。
　　滴处于不稳定状态。可。液滴振动的动能与面能。的比值将决定液滴的破碎。这个比们称为液滴的收数式以可以得到颗粒的破碎条件。式中2为流体的湍动度。，为分散相的界面张力。为分散相密度为分散相颗粒粒径土数大于时液滴的破碎发生。
　　2当分散相颗粒与连续相之间相对速度较大对于1的情况，由于揣流场的复杂性，其中2难以直接度哥，似是对于2的情况，则是可以立接计算和应用到工程实际中。文中仅讨论2的情况。
　　1旋流场中的剪切应力分析1.1旋流场中剪切应力的推导假定旋流运动为轴对称运动。即可以得到拉氏坐标下的剪切应力公式速度。
　　旋流器中的分离过程主要发生在准自由涡区，对于确定的进料流速心其切向速度达式为udr=c2制祸流，=1时，流动属于无旋自由祸。
　　考虑粘性力作用和摩擦损失，根据观察结果，根据式1可得，旋流器中旋流场的剪切应力在强制涡中，吻，将其代入式1中，可得故在强制涡中不存在剪切力。
　　1.2油滴的受力及变形分析对于直径为的汕滴其面张力系数为则在静态情况时。油滴维持原状不变形所需的面内外压力差3为由于剪切力的作用，汕滴会不断变形。油滴所受到剪应力。
　　所以，在剪切应力的作用下，油滴发生旋转，同时发生变形。原来球形体会变成椭球体。2.其短轴为长轴为，油滴变形方向与长轴方向相+尸，山式3可得所以在短径端4或处面膜上因剪力0的作用而承受的附加压力只4应为办=以。
　　入1此。此处的曲率直径为同理，长径端5或5处的曲率直径为，4，长径6与短径的比为厂碎，此时的临界剪应力为2临界入口雷诺数的确定式3可；汕滴破碎的临界切向速度为方程2用旋流发生腔直径可写成4所以滴破碎的临邛进料口平均流速心为旋流器中汕滴发生破碎，能性较大的地方奋进口与旋流器旋流体连接的部位；2.近旋流器欺的边界层。
　　口雷诺数算公式为入旋流器的混和液的密度动力粘度运动粘度。
　　由此。将式14之。，取绝对，代入式15，可得临界入口雷诺数3使用入口临界雷诺数公式的个算例500=0连续相煤油的密度，=8031年。运动粘度T3将上述数据代入式16.可得代口临界雷诺数为4结语在旋流场中。分散相液滴的破碎受流场中剪切应力的影响，存在个临界剪切应力或临界入口雷诺数。当分散相液滴受到的的切应力超过临界剪切应力，或口雷诺数人尸临界入口呃诺数时，分散相液滴将发生破碎。这结论对液液分离旋流器3胡盟平，董守平。油水乳化液中分散相液滴的力学行为初探。流体力学实验与测量，2000，1444650.4斯几8只0.轨迹分析法预测液液水力旋流器的效率。赵立新，贺杰译。国外石油机槭1997，835260.
　　责任编辑彭守敏