Исследование обтекания цилиндров пространственным потоком вязкой жидкости

Рейтинг:   / 3
ПлохоОтлично 

Авторы:

В.И. Кривощеков, кандидат технических наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, доцент кафедры обогащения полезных ископаемых, г. Днепропетровск, Украина

Реферат:

Цель. Исследование обтекания цилиндров пространственным потоком вязкой жидкости для обоснования рациональной компоновки тандемных разделительных цилиндрических элементов со щелью в полупротивоточном гидросепараторе с послойной перечисткой.

Методика. В качестве критерия рациональной компоновки тандемных цилиндров принята минимальная величина коэффициента лобового сопротивления. Получены зависимости осредненных величин коэффициентов лобового сопротивления и подъемной силы. На базе уравнений движения двухфазной среды выполнено численное моделирование обтекания тандемных цилиндров пространственным потоком вязкой жидкости.

Результаты. Причиной отрыва ламинарного пограничного слоя с поверхности цилиндра является повышение давления в диффузорной части потока. Вихри, отрывающиеся от поверхности цилиндра, представляют неустойчивые структуры, которые реагируют на малейшие изменения условий обтекания. Образование этих вихрей сопровождается дискретным смещением точек отрыва и колебанием гидродинамических сил. В связи с этим, даже при фиксированных значениях чисел Рейнольдса, положение точек отрыва постоянно меняется. В гидросепараторе влияние гидродинамических условий обтекания тандемных цилиндров на характер отрыва потока в первом приближении можно оценить по результатам исследований их обтекания пространственным потоком вязкой жидкости.
Приведен анализ результатов для реализации послойной перечистки зернистых материалов, обеспечивающей повышение эффективности разделения и производительности полупротивоточного гидросепаратора с минимальным гидравлическим сопротивлением. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают целесообразность приведенной методики расчета для обоснования структуры потока двухфазной среды в полупротивоточном гидросепараторе с послойной перечисткой и перспективность его применения для классификации и обогащения зернистых материалов.

Научная новизна. По сравнению с пространственным обтеканием тандемных цилиндров, обтекание разделительных элементов в корпусе полупротивоточного гидросепаратора характеризуется снижением давления во внешнем течении за точкой минимума давления и формированием зоны захвата вязкой жидкости щелью разделительного элемента.

Практическая значимость. Одно из направлений улучшения качества товарных концентратов обогащения минерального сырья - повышение эффективности процесса гидравлической сепарации путем создания новых способов и аппаратов с рациональной зоной разделения и низкими удельными затратами энергии, поскольку применяемые для этого цилиндроконические гидроциклоны имеют низкую (37...52 % по Ханкоку) технологическую эффективность, обусловленную рядом причин. На основе анализа этих причин, их исследования и устранения разработан полупротивоточный гидросепаратор с послойной перечисткой посредством разделительных цилиндрических элементов со щелью.

Список литературы / References

1. Кривощеков В.И. Тонкослойная гидросепарация минеральных зерен / Кривощеков В.И. // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. – 2000. – Вип. 8(49). – С. 86–90.
Krivoshchekov, V.I. (2000), “Thin-layer hydro-separation of mineral grains”, Zbahachennia korysnykh kopalyn, issue. 8 (49), pp. 86–90.

2. Кривощеков В.И. Новое формирование потока пульпы в гидросепараторе / Кривощеков В.И. // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. – 2000. – Вип. 9(50). – С. 33–36.
Krivoshchekov, V.I. (2000), “New formation of crushed ore flow in hydroseparator”, Zbahachennia korysnykh kopalyn, issue. 9(50), pp. 33–36.

3. Приходько А.А. Компьютерные технологии в аэрогидродинамике и тепломассообмене / Приходько А.А. – К.: Наук. думка, 2003. – 379 с.
Prikhodko, A.A. (2003), Kompyuternye tekhnologii v aerogidrodinamike i teplomassoobmene [Computer Technologies in Aerohydrodynamics and Heat and Mass Exchange], Naukova dumka, Kyiv, Ukraine.

4. Niceno, B. Available at: http://www-inma.univ.tri este.it/~nirftc/research/easymesh/easymesh. html.

5. Русакова Т.И. Численное исследование особенностей отрывного обтекания колеблющегося цилиндра / Т.И. Русакова, В.И. Карплюк // Вісник Дніпропетровського університету. – 2002. – Вип. 6. – Т. 2. – С. 115–123.
Rusakova, Т.I. and Karpliuk, V.I. (2002), “Numerical research of features of a flow with a separation of the varying cylinder”, Visnyk Dnipropetrovskoho universytetu, vol. 2, issue. 6, pp. 115–123.

6. Sharman, B., Lien, F.S., Davidson, L. and Norberg, С. (2005), “Numerical predictions of low Reynolds number flows over two tandem circular cylinders”, International journal for numerical methods in fluids. Mechanics of liquids, 47, pp. 423–447.

7. Кривощеков В.И. Кинетический подход к выводу уравнений движения двухфазной среды в сепарационных аппаратах / Кривощеков В.И. // Обогащение руд. – 2001. – №6. – С.23-26.
Krivoshchekov, V.I (2001), “Kinetic approach to a conclusion of the equations of movement of biphase medium in separation devices”, Zbahachennia rud, no.6, pp. 23–26.

Files:
krivosh
Date 2013-07-14 Filesize 695.18 KB Download 1169

Посетители

3883282
Сегодня
За месяц
Всего
82
95383
3883282

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по разделам Физические процессы Исследование обтекания цилиндров пространственным потоком вязкой жидкости