Науковий вісник НГУ

Дослідження обтікання циліндрів просторовим потоком в’язкої рідини

Рейтинг користувача:  / 2

Деталі

Категорія: Фізичні процеси

Останнє оновлення: Неділя, 14 липня 2013, 14:31

Опубліковано: Вівторок, 13 листопада 2012, 16:04

Перегляди: 7661

Автори:

В.І. Кривощоков, кандидат технічних наук, доцент, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, доцент кафедри збагачення корисних копалин, м. Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

Мета. Дослідження обтікання циліндрів просторовим потоком в’язкої рідини для обґрунтування раціонального компонування тандемних розділових циліндричних елементів із щілиною в полупротивоточному гідросепараторі з пошаровим перечищенням.

Методика. У якості критерію раціонального компонування тандемних циліндрів прийнята мінімальна величина коефіцієнта лобового опору. Отримано залежності осереднених величин коефіцієнтів лобового опору й піднімальної сили. На базі рівнянь руху двофазного середовища виконане чисельне моделювання обтікання тандемних циліндрів просторовим потоком в’язкої рідини.

Результати. Причиною відриву ламінарного прикордонного шару з поверхні циліндра є підвищення тиску в дифузорній частини потоку. Вихри, що відриваються від поверхні циліндра, представляють нестійкі структури, що реагують на найменші зміни умов обтікання. Виникнення цих вихрів супроводжується дискретним зміщенням точок відриву і коливанням гідродинамічних сил. У зв’язку з цим, навіть при фіксованих значеннях чисел Рейнольдса, положення точок відриву постійно змінюється. У гідросепараторі вплив гідродинамічних умов обтікання тандемних циліндрів на характер відриву потоку в першому наближенні можна оцінити за результатами досліджень їх обтікання просторовим потоком в’язкої рідини.
Наведено аналіз результатів для реалізації пошарової перечистки зернистих матеріалів, що забезпечує підвищення ефективності розподілу і продуктивності полупротивоточного гідросепаратора з мінімальним гідравлічним опором. Проведені експериментальні дослідження підтверджують доцільність наведеної методики розрахунку для обґрунтування структури потоку двофазного середовища в полупротивоточному гідросепараторі з пошаровою перечисткою і перспективність його застосування для класифікації та збагачення зернистих матеріалів.

Наукова новизна. У порівнянні з просторовим обтіканням тандемних циліндрів, обтікання розділових елементів у корпусі полупротивоточного гідросепаратора характеризується зниженням тиску в зовнішньому плині за точкою мінімуму тиску і формуванням зони захвата в’язкої рідини щілиною розділового елемента.

Практична значимість. Один із напрямів поліпшення якості товарних концентратів збагачення мінеральної сировини – підвищення ефективності процесу гідравлічної сепарації шляхом створення нових способів і апаратів з раціональною зоною поділу і низькими питомими витратами енергії, оскільки застосовувані для цього циліндроконічні гідроциклони мають низьку (37...52% за Ханкоком) технологічну ефективність, обумовлену рядом причин. На основі аналізу цих причин, їх дослідження та усунення розроблено полупротивоточний гідросепаратор із пошаровою перечиститкою за допомогою розділових циліндричних елементів зі щілиною.

Список літератури / 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.

krivosh
2013-07-14  695.18 KB  1853

• < Попередня
• Наступна >