粒子运输和分离的倾向通道受到离心力的作用 翻译

1、华侨大学厦门工学院本科生毕业设计（论文）翻译英文原文名:Particle transport and separation in inclined channels subject to centrifugal forces中文译名: 粒子运输和分离的倾向通道受到离心力的作用学 院 友恭书院 专业班级 机械（3）班 学生姓名 范凯芃 学生学号 1001103010 指导教师 黄宜坚 填表日期 2013年5月24日 二一三 年 五月粒子运输和分离的倾向通道受到离心力的作用我们结合流化床与斜板在来自G势力和板乘法产生离心机容量优势。数据证实了淘析在倾斜通道的高剪切速率提升惯性电梯在高重力g的高容量

2、。系统提供了密度分离颗粒的强大基础。 摘要一种新的实验系统的建立是为了调查离心力对颗粒通过倾斜70 °到旋转轴线的平面的通道中的流体动力传输的效果。该装置安装在一个直径2米的离心机内，包括由流化床外壳组成的连接平行斜道的系统。流化的水引导到系统的外周，进入壳体的底部。然后水流入的朝向离心机的中心的方向，通过一个开放的150毫米长的腔室，然后通过160毫米长的系统平面渠道。该通道具有Z = 1mm的垂直间距。然后，水通过400毫米的溢流堰，流到离心机的中心。Semi-batch淘析实验在硅石进料， 0-0.060毫米的直径，实现了在粒径，d和离心加速度GG，其中g是加速度的由于重力的大

3、小来定义的分离进行。使用G = 73在常规的流化床以G来实现的吞吐量优势= 1介于845至3094。特别的是结果与在论文中描述的理论吞吐量的优势合理的一致。可以得出结论，水动力的好处是倾斜通道和离心力的增加。进一步协同流体动力系统产生的离心力，导致压制颗粒大小的影响，因而粒子分离是在一个强大的离心力的基础之上。此物理布置提供了密度的基础上分开的超微粒子中的煤和矿物加工，提供另一种选择浮式离心。介绍过去30年，在澳大利亚从挖掘的平均收益有减少约40%，反映出矿业资产的质量在逐步下降。较低档次矿床也越来越需要通过破碎和研磨的过程来获得有价值的矿物物种。也增加兴趣挖掘老尾矿恢复价值的矿物。显然，未来

4、的开采需要越来越关注微小颗粒的矿物。而像浮选等传统的选矿方法将继续被使用，而开发新技术需要解决许多应用方面的难题，以实现所需等级的产品最大程度的恢复。在矿物加工工程中，重力分离可以说是最古老的实现矿物的选矿处理的方法，但是一直只限于直径超过0.1毫米的粒子。这种颗粒大小的下限大大限制了重力分离的应用。粒子是供给应用于螺旋分离器、夹具或流化床。分离涉及超细颗粒小于0.1毫米的颗粒成为由相对低的终端速度物理约束，UT，因而这些颗粒分离要么丢弃，或分离应用其他方法代替。这项工作的目标是延长重力分离粒度的范围，包括所谓的超细粉末。图1 传统的反流分类，待正常重力场，与G-1的示意图。离心设备，例如Kn

5、elson和Falcon，为采矿业提供了更大能力解决细粒选矿。这类设备被称为“强化重力”，为流化床安装大型“G力”，允许高效率地处理完成加工。悬浮运输是矿物通过旋转的碗状薄膜，用流态化水使重粒子的沉降速度真快。越快沉淀的粒子被保留，然后作文能够放电的下溢物流出，而缓慢沉降的粒子则通过向上溢出流和退出。一些离心系统设计要把握突出斜沉降(抵制,1920),使用沉降管相对于离心力的方向倾斜。这些设备只是实现更快的提要暂停批结算,实际上一个固液分离,而不是一个分类的根据它们的大小或粒子的密度。其他centrifu加设备注册多个锥形表面隔开一个狭窄的间距(Gupta,1981)。这样的安排,旨在促进流体

6、的层流,也产生一个肤浅的流速,增加径向向中心溢出退出。的固体转达了完全进入饲料暂停,没有独立的流化。系统对粒子进行分类是有用的物种小于给定大小的溢出,但未能阻止那些细粒物种报道下溢出口的粗颗粒流。脱泥低等级的升级前景密集的矿物粒子密度的产品很穷,而有效粒径分类需要下溢的回收。这个设备的粒子和流体可以自由旋转相对于斜圆锥表面。相信科里奥利力的妥协的利益来自斜几何(Schaflinger,1990)。然而,格林斯潘和Ungarish(1985)表明,引入分隔墙会导致一些依赖容器几何,进而提高增强沉积率。图2 含有连接到离心机的旋转臂的倾斜通道的流化床系统的示意性表示。本文关注分离,通过使用一种新方

7、法组成的小型回流分类器位于一个离心机。是适当的在这里提供一个简要的描述传统回流分类器,运营在正常重力场。安排由流化床,系统平行斜通道位于上方,如图1所示。系统利用发现的抵制(1920)增加利率隔离时,粒子的接触表面。加尔文et al。(2009)应用密集斜通道间隙为1.77 mm,促进层流和高剪切速率,进而惯性,选择性低密度颗粒输送到溢出,同时允许更高的密度粒子隔离并返回到流化床(Galvin et al .,2009)。选择性惯性电梯被提拔的相对粗低密度颗粒,导致显著的分离性能在一个宽尺寸范围(Galvin et al .,2010),超过荷兰国际集团(ing)通过使用传统流化床(Honak

8、er Mondal,1999)。图2显示了离心机内回流的安排分类器,用于本研究。每个回流分类器径向倾斜方向一致,与流态化水direc泰德向外的外围设备,然后直接通过流化区域内,然后通过倾斜的制度渠道。统一的几何保悬浮物怜在一个固定的表面速度。返流分类器是独立运行从而最小化科里奥利力的影响(Schaflinger,1987)。此外,溢流堰对每个通道独立运作,确保公共通道速度设备。没有这个功能,变量通道速度,甚至full-flow可逆,可以发生。本研究的目的是提供一个精确的水动力条件,结合离心力的全部好处和水动力的力量出现在倾斜的通道。因此本研究旨在显示这两个特性繁殖,产生一种强大的分离。此外,密

9、集陈斜nels应该促进高剪切率,反过来又惯性的扬程主要基于粒子密度相对较低。这种效应是本文首次调查,使用semi-batch淘洗分离粒子的基础上他们的大小和密度。图 3 在倾斜通道的朝上的表面的局部流体速度和终端粒子速度之间的流体动力平衡的示意性表示。在中级沉降制度，这种平衡可以同时对不同尺寸的颗粒来实现。我们已经很好地理解粒子的反式端口发生在倾斜的回流渠道分类器受到通常的重力加速度,g = 9.8 ms-2(加尔文和刘,2011)。原则上,我们现有的模型也应该适用于使用离心力进行分离,有效加速Gg,提供了科里奥利力的影响最小化。因此,我们的目标是验证这个模型粒子的批淘洗,覆盖范围广泛的G值。

10、我们的假设是,利益结合的应用中出现的离心力和倾斜通道应该增加,从而能够应用重力分离到极细颗粒小于0.010毫米。Centrifu加力量足以产生一个G的值73用于这项研究。虽然这G的价值不是特别高,价值超过足以测试的基本假设,进而形成一个未来的基础研究覆盖更大的G值因此这项工作意义重大,为开发提供基础分离技术适合解决广泛的工业问题。2、理论加尔文和刘(2011)建立了一个理论模型来描述粒子的趋势的一个给定的直径和密度转达了通过一个通道。本节回顾这工作在当前的上下文中学习关心离心力的影响。他们的模型,其中包括没有可调帕拉米,产生了很好的协议与数据的加尔文et al .(2009)。这里,间隔很近的

11、斜通道perpendicular z = 1.77毫米的间距和长度L = 1 m的使用,导致低雷诺数流动,事实上层流。众所周知,粒子可桥管和引起堵塞当粒径达到约1/3的管道直径。然而,情况是完全不同的通道宽度时大频道相比差距。相对较大的粒子有一个额外的自由度,通过平面渠道运输。2.1、在一个斜通道中进行淘选与大型通道宽高比,L / z,充分发展层流概要文件被认为。实验涉及固体浓度非常低,因此受阻沉降是被忽视的。图3显示了两个粒子位于向上面对表面倾斜的通道,受到表面速度的抛物线速度剖面,U”。平面通道垂直间距,z,倾斜一个角度,6 = 70°,垂直。在缺乏显著的惯性升力我们可以假设一个

12、粒子,直径d,将定位距离x = d / 2的向上面临表面。泊肃叶流通过一个通道,当地的流体速度,u,距离x从平面表面，公式是 （1）假设向上的升力作用于粒子小于浮力重量的粒子,粒子所在的平面与x = d / 2。如果W是浮重粒子的流体,然后正常的浮重力量平面表面的通道是Wn = Wcos(6),和活跃的体重力量的切线方向平面表面重量= Wsin(6)。因此活跃的摩擦力比体重力量切线方向是米/床(6),其中如果是摩擦系数。假设m / 0.3,6 = 70°,这一比率为0.1。因此,摩擦力是最多10%的活跃的重量压下飞机。随着剪切速率的增加,惯性升力增加,最终水平匹配的浮力的大小重量力正

13、常的飞机。因此,摩擦力降低10 - 0%的活跃的体重压下飞机,因此它是合理的在一阶分析忽略了摩擦力。曾庆红。(2009)量化墙上校正因子作为剪切雷诺数的函数,这是相关的淘洗条件固定在剪切场粒子。一系列硅实验,这项工作表明阻力系数之比在墙上的标准阻力系数范围从1到1.08的全套试验特效,而对于煤炭颗粒惯性的边缘,这一比率达到最大程度的1.18。虽然这种效应似乎是重要的,但这必须放置在与工业合作的背景下的颗粒不规则的几何形状,与流velo城市通常的终端速度的1000倍以上的粒子。因此长城校正系数是被忽视的。当然,特殊情况的光滑球形粒子沉降在蠕动流,润滑力会明显导致需要重大的墙校正因子(智能et a

14、l .,1993;加尔文et al .,2001)。析条件发生在一个简单的阻力超过活跃重量力的粒子表面的切线方向倾斜。建立一阶分析,我们忽略了摩擦力和校正因子。反过来我们可以简化这个淘洗条件之间的平衡当地流体速度和粒子终端速度的切线方向。这淘洗条件抑制颗粒大小的影响考虑到更小的微粒,具有较低的终端速度,utT、暴露于当地速度比例低,u。假设x = d / 2 5<<z,淘洗条件导致 (2)本文提供的分析是一个一阶因此准确性将在完全不同的级别的颗粒雷诺数范围。然而,值得研究的比例关系产生于这个模型,适用于整个粒子的雷诺数范围内,从斯托克斯,通过中间,牛顿的政权。指出,斯托克斯终端速度

15、尺度粒子直径的平方,d2。根据情商。(2),表面速度,U,然后直接与粒径尺度,d1,因此系统几何降低粒径的依赖了整整十年。在中间结算制度(万斯和默尔顿,1965),utT = kd,k是一个常数依赖于粒子的密度。由此可见,表面速度变得,你= kz / 3,这是独立于粒子直径,d。这种抑制颗粒大小的影响导致增强的分离性能,连续稳态条件下(Galvin et al .,2010)。返流分类器系统的液压能力图1所示的定义使用“吞吐量优势”,F = U / ut(Laskovski et al .,2006)。给定表面流速,通过垂直区从船导致粒子净化,与粒子表现出平等定义的分离净化溢出或被保留的倾向。

16、相关的终端速度,但是,基于密度,ps,直径,d,这样的粒子。在传统的流化床,吞吐量优势,F,F的最大值为1,因此提供了一个有用的参考。它遵循直接从情商。(2),层流,通过使用密集斜通道,吞吐量大约接近 （3）U和utT是肤浅的和终端速度的方向倾斜的通道。举例来说,信道间隔,z = 1毫米,直径和分离,d = 0.01毫米,通道内的吞吐量的优势是,F = 33。跨多个通道系统包含有限厚度板的有效吞吐量优势是低价值的金属板厚度减少了可用的流动区域。这里指出吞吐量被情商优势。(3)是完全不同的关系第一次提供的思考(1925)和中村和黑田(1937),所谓PNK模型。Laskovski et al。(

17、2006)详细列出depar真正发生从PNK模型随着倾斜通道宽高比的增加,以及粒子的作用雷诺数的影响渐近结果无限宽高比的极限。这里使用的模型适用于通过渠道高纵横比的,相对于层流充分发展完整的层流概要文件。2.2、惯性电梯国王和雷顿(1997)使用一个旋转库爱特设备检查移动的球形颗粒的惯性举起一个剪切场。文和刘(2011)用他们的标准,结合条件适用于中间结算制度(万斯和默尔顿,1965),与颗粒雷诺数2和500年之间,产生升力的显式表达式。这是 （4）剪切速率,通过区分Eq。(1)给出 （5）粒子的浮重的力量，方向垂直于平面的，是 （6）当升力，LF，超过Wn的幅度，粒子物理应该从表面抬起。粒子

18、就变成了暴露在较高的局部流体velovities，因此沿着朝向溢流的信道传送。图4示出升力馏分，LF/ WN，通过升力的比值给定的浮重力垂直于该平面上，相对于信道间隔。理论分析适用于一个在水中直径d=0.310毫米和密度s=2600 kg/m3的.当相对升力大于1的表面和传达颗粒升降机的粒子。图4显示了升力的一部分,低频/组成,由活跃的升力重量的比率迫使普通飞机,与信道间隔。理论分析适用于粒子的直径、d = 0.310毫米,和密度,ps = 2600千克/立方米。中央曲线,基于表面速度U = 0.05 m / s,适用于使用的条件研究加尔文et al .(2009)。这条曲线达到1.0的分数升

19、力信道间隔减少1.77毫米时,对应荷兰国际集团(ing)的流动雷诺数pU2z / m = 177。注意流雷诺数取决于渠道的水力直径,2 z。很明显的部分升力降低到0.01,当信道间隔增加到10毫米,和落在0.0001的信道间隔60毫米。然而,在U = 0.1 m / s,提升实现的信道间隔4毫米,对应于一个流雷诺数为800。一般来说,升力系数为1.0时保持流速和信道间隔两双,鉴于这种扩展保存剪切率的值在墙上。此扩展对应雷诺数增加到了原来的4倍。因此进一步适度增加速度和间距要求的层流条件很快丢失,让位给一个新的机制的粒子通过倾斜的渠道运输(Laskovski et al .,2006)。因此,硅

20、颗粒的水,laminar-shear分离机制是lim报道密集渠道不到约8毫米。图5显示了升力分数的粒子直径d = 0.310毫米,受表面流体速度U的= 0.05 m / s与信道间隔。的理论数据覆盖粒子密度1400,2600,4450公斤/立方米。粒子密度1400 kg / m3经验升力分数为1.0时,信道间隔z = 3.3毫米。这里的升力粒子密度2600 kg / m3的分数是0.23,而对于粒子密度4450 kg / m3是0.10,因此这些密集的粒子没有表现出提升趋势和传达。选择性是由惯性推动升力。2.3、离心力的影响本文研究一个非常具体的命题。如果一个系统平行斜通道受到离心力,因此G的

21、一个重要价值,整体吞吐量的优势是什么?图5。升力分数与信道间隔不同密度的颗粒受到表面速度为0.05米/秒。活跃的体重力的分析是基于一个粒子的法线方向直径d = 0.310毫米和粒子密度的1400年,2600年,4450公斤/立方米。图5 升力分数对信道间隔为不同密度的题目为0.05 m / s的表面速度的颗粒。该分析是基于正常方向的浮力重力的直径为d的粒子=0.310毫米和密度的颗粒1400，2600，4450 kg/m3的。显然，离心力的强度，因此G值，而变化的半径方向，从G值增加的溢流堰，以在入口通道更高的值。前面提到的临界条件淘洗一次出现的悬浮颗粒沉降到平面上。颗粒需要沿着通道行进，与平

22、坦表面接触之前的距离，可以改变明显，取决于粒子与平面的入口处的通道之间的垂直距离。该到达的平面表面从溢流堰一段距离的那些颗粒会清楚地遇到较大的离心力，因此将“反流”回到流化区。其中滑入流化区的颗粒将被扫回通道，提供了一个进一步的机会离开该系统。这意味着它们的G在溢流堰的值支配，在结束时，最后的分离。在给定位置容器内粒子的加速管理终端沉降速度将高于G的重力加速度的因素,因而粒子沉降的整体吞吐量利用斯托克斯政权应该女朋友。因此非常高吞吐量的优势应该是可以实现的,除了任何现有的流化床技术的极限。G = 100,F = 33岁的整体吞吐量等优点天变成3300 !演示实验的结果还没有公布之前,和的一个大

23、型离心机必须首先开发了包含必要的系统几何和安排提供流体和颗粒。它进一步指出,随着G的值增加,惯性力,从而颗粒雷诺数,增加。反过来,超细粒子的沉降政权直径小于0.1毫米从斯托克斯政权转移到中间结算制度。因此,依赖终端速度的粒径变化从d2 d1依赖。因此重力分离,通过使用离心设备在选矿,称为“强化重力”,因为有提高性能明显在更广泛的粒径范围。特别是,粒子目前定居中间结算制度经验当地流体速度在墙上增加直径成正比,而终端速度也会增加他们的直径成正比。因此,不同直径的颗粒应该应对共同的淘洗条件在一个肤浅的通道速度(Galvin et al .,2009;加尔文和刘,2011)。因此,通常的超细颗粒原则上

24、,解决与d2依赖可以被分离的基础上他们的密度d°依赖。图6 高尔文和刘（2011）的倾斜通道淘洗模型，显示出变化的分选密度与粒径不同的G值计算，并以非常低的固体浓度中的应用。在重力的影响下，在G =1时，分离密度显著在小于0.1 mm的粒度升高。在最大离心力在本研究中使用，G =73，分离密度在0.030毫米显著升高，而在G =300分离密度上升在大约0.010毫米。理论模型被用来预测不同的离心力的影响,所定义的G的值,在不同直径的颗粒的淘洗和密度。结果是图6所示为一个固定的表面流体速度。淘洗条件、u = UtT和惯性较大的提升,低密度,粒子有助于发现。G = 1的值分离密度变化与粒

25、径更强烈,在粒子直径增加到相对高值小于0.1毫米。目前的研究仅限于最大离心力对应于G = 73。这里很明显存在分离点下面的基于密度分离显著恶化。在G = 73这发生在低得多的粒子直径约0.030毫米,而对于G = 300分离点发生在一个非常小的粒子直径约0.010毫米。这些pre措辞,这显示出相当恒定分离密度在一个广泛的粒径,说明潜在的重力分离覆盖到接近于零的大小,并与浮选。受阻沉降的潜在好处可以在几个方面评估,通常由一个受阻沉降系数依赖于固体浓度(理查森和扎基,1954)或使用伪流体的方法。在伪流体方法中,受阻沉降的影响,因存在suspended粒子,介绍了通过修改流体性质如密度和粘度(迪菲

26、利斯和Pagliai,2003)。图7中关注的主要因素,增加流体密度的影响,从1000年kgm 3 - 1150 kg / m3的伪液面,与G = 73。在这种情况下,粘度没有改变。这里很明显一个更加统一的布局方式密度产生整个粒径范围。所需的表面流体速度较低,进一步减少分离大小。3、实验图3示出的平面流道装置的示意图，倾斜70°到旋转轴。变速驱动器安装到控制离心力的强度。最初的工作是在177转进行的，对应于约137毫秒-2在溢流堰，位于400毫米的垂直轴的中心线的径向距离的加速场。因此，G值是14。随后的工作是为G等于28，55和73进行。半间歇淘洗实验使用的fluidi-zatio

27、n水的连续供应，通过倾斜渠道溢出来传达较慢沉淀颗粒。它是必不可少的内部系统进行机械平衡从而在两个旋转臂被连接到轴，沿相反的方向各指针。相同的倾斜通道装置连接在旋转臂，以在70 °到垂直轴对准的倾斜通道。为了简化设计，流化区在相同的角度倾斜的通道是对准的。原则8大单位可以在离心机内注册成立，但是，对于这第一个研究，决定采用更小的船只，并使用两个单位在轴的两侧，以确保机械的稳定性。的内部截面积为40mm ×40mm的两个流化区和倾斜的通道区，而一半的倾斜通道截面的流动面积是由1mm厚的板所占据。相邻的板面之间的垂直距离为1毫米。流化区为150毫米长，而在板的溢流堰的长度为160

28、毫米。该板延伸的进一步40毫米超出溢流堰通过每个通道驱动一个均匀的流动。在没有相邻信道之间的这一规定流动通讯，可发生机生产线¬庆降低，甚至为负，流动在一个通道，并在相邻的通道更高的流量。因此，该条文是必不可少的。一箱是在系统周围产生捕捉水和颗粒从溢流堰排出。溢出，然后排出朝向离心机的地板上，防止材料被甩出周围的单元。图7 分离密度与基于高尔文和刘（2011）的离心力与G =73淘洗模型的粒径。上部和下部曲线对应于一个较高和较低的流体速度，以1000 m 3的液体密度。 1150 kg/m3的更高的流体密度的好处表现出的中间曲线，以更加一致的分选密度明显。一个双环形，与竖直轴对齐，并位

29、于上述旋转臂，用于在一个固定的速率供给流化水的实验系统。此流化水加入到外环形区以固定的速率，范围从2至超过30升/分钟，这取决于所要求的条件。该流，然后分成两个单元。微粒的浆料也被加入，但在非常低得多的体积速率。的回流动作，则分隔符里面发达，具有逼退沿倾斜渠道流化区较粗或较重的颗粒，以及更精细或更小致密颗粒继续通过向溢流口的装置。在一个实验开始时的水的流量，以将系统设定和测量。然后在离心机中接通和转速提高到所需的水平。进料浆料，然后将其悬浮在一个烧杯中，并加入非常逐渐到外环形区。流态化水也排出到外环形区的浆液排出，以帮助洗涤浆料进装置的点前进。一旦所有的浆料已被添加时，水的流化加成下保持较长的

30、时间。实验时，在相对较低的流速进行了这一时期增加。其目的是确保每一个能够从设备中被淘析的颗粒会。因此，实验是为了实现平衡的分离，类似于使用Laskovski等人的方法进行。 （ 2006年）。所有从设备淘洗中的固体从离心机的底部收集。额外的水被用来将颗粒洗成一个小槽相邻的离心机。然后将悬浮液输送到另一油箱，并使其沉降。该实验方法的最后一部分是关心反流分类单元内保留了颗粒的回收，被称为溢。最终的目标是规范下溢流撤出，实现持续稳定状态的分离。然而，这里的重点是关于粒子的系统的半间歇淘洗。一旦淘洗阶段已经完成，离心机已关机，让旋转臂放慢脚步，来休息。流态化加水，继续以从设备洗涤剩余的粒子。加水率增加

31、，以确保所有的颗粒除去。再次将水直接加入到离心分离机的下部，以从单元洗所有的颗粒。悬浮颗粒被泵入第二个罐中并静置沉降。收集在一个给定的槽中的颗粒沉降，通过倾析仔细将水除去。剩余的浆液，除去并干燥，以获得颗粒的质量。恢复的下溢的总是比溢流的回收更为有效，尤其是当溢出含有超过0.010毫米，直径小于显著POR¬蒸发散。因此大众分裂到下溢报告中的固体是基于下溢和饲料的质量值。为占主导地位的颗粒粒度小于0.038毫米，最好的筛孔尺寸，以激光为基础的颗粒尺寸分析仪用于获得粒径分布数据相对精细的饲料。分割曲线，它表示一个给定的直径，以给定流流报告的粒子的概率，用的是粒径分布和质量分离数据决定。分

32、割曲线的数据相对于粒径为通过拟合方程惠顿（Rao等，2003）进行评估。得出 (7)其中P是基于给定的直径保持在该系统的颗粒部分的分区号中，x= d/S50是归一化的颗粒直径，d为粒径，S50是分离直径与任一即相等的概率保留或淘洗，并且是分离的锐度的度量。对于实验集中在颗粒的密度的基础上，分离下面的函数拟合到实验数据。得出 (8)表1在矽比科石英粉400G重量的粒度分布。P为分区号，它表示一个粒子的密度，PS，该溢流报告的概率。在D50为具有相等的倾向报告给溢出或保留，称为分离密度，而p的流体的密度的粒子的密度。该EP是Ecart可能（遗嘱，以及纳皮尔 - 芒恩，2006），这表示该错误的分离

33、¬和灰密度。得出 (9)其中D75和D25分别与该溢流报告和是流体的密度的0.75和0.25的概率粒子的密度。 在第一系列实验中使用的二氧化硅粒子的一个规范， 400G 。的粒度分布，其示于表1中，覆盖了从0到约0.060毫米的范围内。在实验的最初程序中的二氧化硅超微饲料用淘析的速度和离心力的不同组合淘洗。分割曲线被用来量化分离直径。实验结果进行了比较，采用高尔文和刘（ 2011）的理论模型，与岑¬ trifugal加速更换重力加速度的颗粒终端速度的计算（ Zigrang和西尔维斯特， 1981）预测的数据。实验还进行了使用密度较低的细煤颗粒。粒子覆盖的0.038 

34、2; 0.260毫米尺寸范围，并且使用一系列筛子进行了分析。煤制备涵盖了一系列窄馏分的密度，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的和样品1500 ¬ 1600 kg/m3的。最初的一系列实验使用一三年至1350年kg/m3的样品，淘洗在不同的流速进行。然后单独的实验，用密度级分，使用固定的流化流量为33升/分钟每一个实验，以在两个单元进行。进料，溢流和部分保留的粒径分布进行测定，并分割曲线与粒径制备。从所有实验中的数据也被结合起来，以产

35、生根据周围的粒子密度分区曲线。这些分析允许待测量在分离密度与粒径的变化。4、结果与讨论4.1、淘析条件的影响在第一系列实验的目的是评估的淘析条件的有效性，如前所述，在其中本地流体速度，从朝上的平面表面上的一个粒子的半径，就等同于的终端速度的切向分量粒子。这里的一个基本假设是，所述颗粒具有足够的稳定时间的倾斜通道内驻留在朝上的倾斜面。在这些实验中所施加的条件涉及相对升力小于1.0时，在整个颗粒大小范围。该模型预测，一个粒子满足淘洗条件将有一个相等的概率或者被保留在系统内，因此，其直径将分离的大小， S50被传送到溢出。因此，一系列的淘析试验进行，以G等于14，28 ，55和73在该装置的溢流堰。

36、二氧化硅的单一进料，以密度2600 kg/m3的，被用来在工作，因此进料的粒度分布是固定的，如表1 。给出了系统的几何形状也是固定的，与信道间隔为1mm，长度L = 160毫米， Z， ，有生产的每个流量独特的分离。从这项工作中所产生的数据列于表2中。表2使用进行淘析实验在g的不同值和流速的400G二氧化硅粒子Q的肤浅的信道速度，质量分裂从分离，分离直径和锐度指数得到的实验数据列。分割曲线用的进料和下溢的粒度分布，和进料的质量和底流获得的。溢出是非常好的，因此它完全恢复被视为不可靠。通过实现该分区曲线的闭合带分区号接近1.0在较粗尺寸获得高置信度中的数据的对帐。进一步有在从不同的实验得到的数据

37、非常良好的连续性，从而进一步置信¬置信中的结果。许多实验都是浓度¬管道中复制，以评估数据典型的不确定性，涵盖范围广泛的离心力，以G = 14 ， 28 ，和55 。基于6实验分离的直径的标准偏差被认为是3。从用G = 28和流速为4.0 ， 8.2和12升/分，以这两个单元的实验中制备如图8所示的分区曲线。曲线拟合的基础上，惠顿方程，是合理的，具有在最细粒子大小的一些偏差明显。该分区的曲线表明，该相对较小的颗粒的设备内被保留的概率是非常低的，而被保留较大颗粒的概率是约1.0。分离直径， S50中，这对应于0.50的分区数量，对于每种情况进行测定。图8 使用的G等于28，每一

38、个不同的流量值，获得分区曲线。分色的S50是0.0075毫米0.0125毫米，分别0.017毫米为界，菱形，和三角形。图9 粒子分离直径和保留在分离器的质量分数之间获得的相关，涉及本硅石进料，覆盖的G值从14到73的实验。显然有跨越的实验范围内较强的内部一致性。图9示出S50的相对于进料的装置内保留的，覆盖全范围G值计算与流率的质量分数的值。显然有不同的实验之间具有很好的一致性。图。图10示出的变化中的一个所用的值中的惠顿方程与颗粒雷诺数。此处所用的颗粒雷诺数是基于粒子终端速度，使用的G的适用值和S50的值计算出的切向分量上。图10 分离，锐度，相对于颗粒雷诺数，calcu¬late

39、d使用基于G的增加为颗粒雷诺数的增加值的应用价值，趋于平缓，当颗粒雷诺数超过0.1之前的终端速度。惯性力，从而减少对粒径的沉降速度的依赖新生¬置信，导致更清晰的分离。显而易见的是， a的值与颗粒雷诺数，因此，粒子的惯性，接近约4.5的稳定值上升。图11 颗粒分离直径与通道表观速度。连续曲线表示理论预测。该符号表示实验的数据（圆G =14，正方形G =28，三角形G =55，穿过G =73）。图11示出在粒子分离直径与所述倾斜通道内的表面上的流体速度的变化。每个实验数据系列对应于G的不同的值（14 ，28， 55 ，和73 ），并与理论模型的预测比较。该模型预测的关系几乎是线性的。终端

40、速度是使用加速度字段等于为Gg计算。切向分量是UTT = utsin6其中6 = 70°是通道的对准和垂直轴之间的夹角。在的G值相对较低的协议= 14和28是非常好的，同时有离开的迹象在较大G = 55和73的值。图12示出实现了分离在一个给定的颗粒直径d与浅表通道速度的预测值使用淘析模型所需的实际表面上的信道速率之间的相关性。实际的速度是在理论值的平均为81，协议在合理水平。图12 表观流速和达到给定的颗粒分离直径为G的一个给定值所需要的预测的肤浅的流速之间的关系的实验数据，用圆圈表示的G-14，正方形G-28，三角形G-55，和杂交G-73。实际的表观速度是在预测值的平均值的81

41、。实际吞吐量因子， U / UTT ，基于流体在通道中，U和切向终端速度， UTT的空塔速度的在G = 1的S50中的粒子的比例，示于图13。图13 浅表流体速度的比值在G-1颗粒终端速度与GZ/（3D）给出吞吐量的因素。该结果显示对G力和倾斜通道几乎乘法的益处，从而导致吞吐量的因素大大高于G的值越高（圆圈G-14，正方形G-28，三角形G-55，四通G-73）。这可以通过因子显示与粒子分离直径d的倒数，表示为Gz/3d 。这个量是从方程得到的z / （ 3d）中的产物。 （ 2 ）和G它的价值是显而易见的存在，表明从倾斜的几何形状和离心力场，两个福利制度的好处乘以U / UT和Gz/3d值之

42、间合理的协议。数据还显示从奇偶校验为吞吐量的因素增加了一些分歧。这种趋势可能是由于那里是没有足够的机会来完全建立在通道中抛物线层流。雷诺数的价值约40上升至575 ，在整个范围内的实验条件。层流配置文件未发育完全的流动雷诺数较大的值，因此在壁的局部流体速度比预测的层流更高。发散也可能是由于科里奥利力，在量化的增大泰勒数，它直接扩展与角速度和颗粒直径的平方，而反比与运动粘度（ Ungarish ，1995）计算。一些无量纲组用于评估科里奥利力（ Schaflinger ， 1990）的意义。该Rossby数描述的惯性，以科氏力之比。根据剪切速率的倾斜通道与角速度离心机内的比例的改性Rossby数

43、提供了这个系统的有用指标。在G- 73 ，使用的剪切速率范围从克 - 6U/z-250至2040年S_1 ，而角速度为邻42弧度/秒。因此，对于G- 73 ，这个修改后的Rossby数突破1 ， 6至49 ，因此高剪切速率抑制科里奥利力的影响。这是显而易见的，从图13 ，与G- 73 ，可以实现约845-3094倍，额外¬普通结果吞吐量的因素。一种更常规的流化床进行的G相同的值将被限制到一个吞吐量因子，充其量只有73相对于该可能在G-1 。应当指出，在这个系统中定义的信道板是1mm厚，因此一半的总流动面积被所述板所占据。从而有效吞吐量因子是半此处报道的水平。它进一步指出，在高固体浓度

44、时，需要在令人满意的速率处理的固体，受阻沉降会导致进一步降低速度，都为常规流化床和用于该系统。不过此报告的结果表明高容量分离器可以使用的G相对较低的值来产生，或者说过人的分离度应达到在涉及直径的颗粒小于0.001 mm的尺寸G.工业规模分离的高值这样才有可能。4.2、惯性力的影响粉煤分离的重点是对部分比0.038毫米，最好的筛孔尺寸较大。下溢和溢出颗粒均被回收和群众相比，饲料质量。颗粒的损失是典型的为1-5 ，平均为3 。这些损失被认为是在溢出，其中涉及水的体积大得多。因此，分区号是根据进料和下溢的特定粒径的馏分的质量。一般来说有在从不同的实验产生的数据连续性优良，可提供进一步信心数据的可靠性

45、。初步实验采用不等密度一三年至1350年kg/m3的（ 1325 kg/m3的名义密度）的煤颗粒和测距的粒径从0.038到0.260毫米进行。每个实验是在不同的流速进行，并在每种情况下，S50的值通过内插或外推以惠顿式求出。图14示出在这些实验中达到的粒度分级。图。图15示出在分离直径与水的通过的通道，同时煤和与G- 73 ，二氧化硅的速度的变化。所示为二氧化硅的数据是相同的，在图11呈现，用空塔速度和在S50中分离直径，尽管斯托克斯定律适用，即使在G的高值对于低浓度煤的事实之间的线性关系明显，也存在类似的线性关系，但是，在分离直径然后用增加的肤浅通道的速度迅速增加，与速度比例与 D0.3 。

46、因此，该系统具有流体动力学实质上ELIMI ¬经过NAT上的所有粒径的依赖。这样的结果是类似于在分离尺寸与表面速度报告昂等人的迅速增加。 （2009年）为G-1 ，后来被高尔文和刘（ 2011）归因于惯性升力。因此，使用G -73 ，它应该是能够产生低密度的煤产品覆盖0-0.26毫米宽的尺寸范围，从高密度二氧化硅掺入很少污染。在G的值越高，应该可以从煤产品拒绝更二氧化硅。第二个系列的实验是用粉煤，每一个不同的特定的（狭义）的密度范围内，随着粒径范围为0.038 0.260毫米进行。在每一个实验中，将淘析，用33升/分钟的流速，同样提供给两个设备进行。该流量对应于0.34米/秒的信道速

47、率。图16表示分区的曲线，基于粒子的直径，从不同的实验得到的。显而易见的是，在每种情况下，最细的颗粒具有低的分割数，因此，一个低的倾向留在分离器内，而较粗的颗粒具有高的倾向，被保留。每条曲线，图14 使用15的流速，25，30，33，和水35升/分钟到2个单位，进行G-73实现低密度煤标称密度，kg/m3的1325的大小分类。图15 获得与低密度煤（1325 kg/m3）的浅表通道的速度和更高密度的二氧化硅粒子（2600 kg/m3）的分离直径。显而易见的是，煤覆盖一个宽的尺寸范围将淘洗与二氧化硅的只有一个窄的尺寸范围内。其对应于一个不同的公称颗粒密度，提供了被称为S50的相应分离直径。因此，

48、曲线提供用于获得分离的密度和也被用来从这个系列的实验中产生的粒子幅员数据生成图中所示的分区曲线之间的关系的基础图17 ，根据粒子密度。在重力分离这些基于密度的分割曲线被应用到进料的已知密度分布来预测从一个给定的装置中的分离实现的。这里，每一个分区的曲线对应于一个窄的粒度范围内，其特征在于，从该尺寸范围的颗粒的平均直径。分割曲线明显陡给出的低固体浓度，并因此缺乏自体稠密介质中。在数据集的一致性是显着由于用于形成给定曲线的数据是从六个不同的实验中产生的。平均而言，流体元素花了不到0.5秒的渠道，因此分离速度是非常高的。图16 使用的33升/分钟的流速，以在G =73操作两个单元实现分区大小曲线粉煤

49、。从左至右的数据对应于密度的颗粒1550,1475,1425,1375,1325,1275 kg/m3的。在曲线拟合对应S50的值是0.052，0.071，0.095，0.125，0.152，和0.170毫米，和一个值是1.7，2.4，2.9，3.4，4.0和4.5。图18示出的变化中分离颗粒密度与粒径为0.34米/秒和G = 73这个信道速率。有一个在分离密度的逐渐增加随着粒径减小，接着在约0.03毫米的强分离的效果。这相当有限的粒径分离密度的依赖性是非常可取的重力分离，这里的目标是分离的颗粒密度的基础上。相比之下，理论曲线亲¬在G = 1诱导的常规流化床显示了在分离密度与粒径非常强的变化。有很大的关系也很明显的斜道在G- 1 。所有的数据集都适用于低固体浓度。这是显而易见的，该倾斜通道和G- 73的大的值的组合降低在分离密度随粒径的变化。图19示出变异的Ecart可能的， Ep时，用粒径为0.34 m / s的信道速率和G- 73 。这些数据表明，该分离性能维持在很宽的粒径范围与EP 0.07