第4章颗粒在流体中的运动_资源加工学

1、 本本 章章 内内 容容 流体的基本性质流体的基本性质 颗粒在流体中的沉降颗粒在流体中的沉降 流体中颗粒的相互作用流体中颗粒的相互作用 气泡在流体中的运动气泡在流体中的运动 41 流体的基本性质 411 一般概念 411 一般概念 (1) B B BB w ww (1)() sBBB 411 一般概念 (1)() s 412 流体的粘度 d u d y 412 流体的粘度 固体悬浮液的粘度 (12.5) SB 2 2.52.7 exp 10.609 BB S B 2.5 (1) SB 固体悬浮液的粘度 流体悬浮体的粘度 2 5 5 1 2 P SB P 1 SB 4. 1. 3 流体的分类 4

2、. 1. 3 流体的分类 4. 1. 3 流体的分类 2. 牛顿流体与非牛顿流体 S du dy D d d u d d y （1）宾汉（Bingham）流体 0D du dy （2）假塑性流体 （2）假塑性流体 n du K dy （2）假塑性流体 （3）胀塑性流体 （3）胀塑性流体 （4 4） 屈服假塑性体屈服假塑性体 0 (1) n du Kn dy 4. 1. 4 流体的流态、雷诺数与阻力系数 （3）在层流流态和紊流流态之间存在过渡流态，在过 渡流态中，粘性力和惯性力共同控制流体的运动。 4. 1. 4 流体的流态、雷诺数与阻力系数 Re(4 19) dV 22 (420) R d V

3、 4. 1. 4 流体的流态、雷诺数与阻力系数 22 (421)Rd V 0 (422)RG 4. 1. 4 流体的流态、雷诺数与阻力系数 3 2 0 22 () Re(423) 6 Ggd 0 23323 00 () (424) Re6 Gg d VV 4. 1. 4 流体的流态、雷诺数与阻力系数 4.2 颗粒在流体中的沉降 0 3(425)RdV 3 (426) Re S 2. 牛顿-雷廷智阻力公式 介质为无粘性的理想流体； 将流体看成是连续的质点流，这些质点与平板碰撞时没有 任何能量损失，是完全的弹性碰撞。 2 (427)RAV 22 (428) 8 Rd V 22 (429) 18 R

4、d V (430) 18 N 2. 牛顿-雷廷智阻力公式 3. 李莱曲线 3. 李莱曲线 4. 通用阻力系数公式 2 2 1(431) Re t k 4. 2. 2 自由沉降 1. 斯托克斯公式与牛顿-雷廷智公式 2 0 () 18 g Vd 0 3()g Vd 1. 斯托克斯公式与牛顿-雷廷智公式 2. 自由沉降速度通用公式 2 2 0 2 2 1 Re11 t G k k 2 2 0 0 2 2 1 11 t G Vk dk 2 0 0 2 20.5210.14691 G V d 2. 自由沉降速度通用公式 3. 从自由沉降速度求颗粒直径 0 18 () V d g 2 0 3() V d

5、 g 2 0 328.31 109.31 Re d V 4. 颗粒形状的影响 3 3 66 V VG d g A A d 2 2 2 VV AA dd dd 1.01.0 0.80.8 0.650.65 0.50.5 矿粒形状球形类球形多角形长条形扁平形 球形系数 4. 颗粒形状的影响 0 0 , V PVPV V 1 0.843lg1.03 S P 1.5 8.957.39 N P 4. 颗粒形状的影响 4. 2. 3 干涉沉降 产生干涉效应的原因 1. 利亚申科经验公式 (1) S n hB 0 (1) n hB VV 2. n值的影响因素 由图4-9可以看到， n值与绕流流态有关， 在层

6、流流态和紊流 流态下，n值趋近于 一个常数。在过渡 区，n值随雷诺数的 增大而减小。 2. n值的影响因素 3. n值与雷诺数关系 4 .8 2 n m 2 Re2 k m k 4. 干涉沉降速度的通用公式 2 Re 2 0(1 ) a k b k hB VV 4.65 0 2 0 0 2 (1) 11 146 1 11 146 B h G K VV G K 4. 3 流体中颗粒的相互作用 4. 3 流体中颗粒的相互作用 4.3.2 紊流中颗粒间相互作用 e U R V （2 2）颗粒雷诺数）颗粒雷诺数 ps ep d U R v 4. 4 气泡在流体中的运动 1 3 2 2 () D d g

7、 1 2 0.0208 () d g 4. 4 气泡在流体中的运动 3. 剪切应力对气泡尺寸的影响 3 2 5 5 0.725 P d M 4.4.2 流体中气泡的运动速度 0 23 3 33 p p RdV 0 2RdV 2. 微细气泡的运动速度 2 0 33() ) 1823 P P d g V 2 0 () 18 d g V 2 0 () 12 d g V 3. 单个气泡上升速度的经验公式 3. 单个气泡上升速度的经验公式 0 2 3 c VgR 1 1 2 3 0 0.79 b VgV 0 2 gd V 3. 单个气泡上升速度的经验公式 4. 5 流体中气泡与颗粒的碰撞 4. 5 流体中气泡与颗粒的碰撞 4. 5 流体中气泡与颗粒的碰撞 4. 5 流体中气泡与颗粒的碰撞 4. 5. 2 碰撞速率 3 S NrRU 22 2 1 F Nr R U KUr 1 9 2 () K g 4. 5. 2 碰撞速率 2 2R Nr