颗粒在介质中的沉降规律(二)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:889
    二、颗粒在介质中的干涉沉降    1.均匀粒群的干涉沉降    由密度、粒度和形状相同或相近的颗粒组成的粒群,它们在介质中沉降时,由相互摩擦、碰撞等原因产生的机械阻力,主要取决于粒群在介质中的容积浓度或松散度。已经提出许多个计算均匀粒群干涉沉降速度的公式,其中,有代表性和应用较广的是里亚申科公式,即    式中  υCT和υ0 —颗粒的干涉沉降和自由沉降速度,m/s;             λ和θ —粒群的容积浓度和松散度,小数;            n  —指数,与颗粒的粒度和形状有关(见表7和8)。    按摩尔朗德(Moreland)等的研究,n值还与雷诺数有关,其关系示于图4中。雷诺数按dvυ0ρ/μ计,υ0为自由沉降末速度。7  n值与粒度的关系(形状为多角形) 
平均粒度,mm2.01.40.90.50.30.20.150.08
n   值2.73.23.84.65.46.06.67.5

表8  n值与形状的关系(颗粒粒度1mm)
颗粒形状浑圆形多角形长方形
n  值2.53.54.5
    公式(26)适于粒群容积浓度不大、最大和最小粒度之比值小于1.5的情况。    另一类υCT的方法是把沉降着的粒群看作是一种过滤介质,在其中,自下而上通过液流所提公式适于溶积浓度较大,或松散度较小(θ≤0.8)的情况。公式如下:在N≤7时                        υCT=1.8BN                              (4-27)7<N≤17时                      υCT=2.4BN5/6                            (4-28)17<N≤750时                    υCT=3.6BN2/3                            (4-29)750<N≤5000时                  υCT=5.7BN3/5                            (4-30)5000<N≤130000时               υCT=7.2BN4/7                            (4-31)[next]
3-4-4  n值与雷诺数Re的关系1.球形颗粒;2.石英;3.    N —无因次参数;    Ar —阿基米德准数。    2.非均匀粒群的干涉沉降    多种粒度、密度和形状不同的粒群在介质中一起作干涉沉降,是选矿中普遍存在的一种矿粒运动形式,对分级和选矿有极为重要的作用。但这种形式的干涉沉降,因影响因素多而复杂,理论上还没有计算沉降速度的合适公式。    然而,对非均匀粒群在上升水流中悬浮分层的研究,间接揭示了干涉沉降的一些规律。已经知道,两种性质不同的粒群混合物在上升水流中若处于悬浮状态,则悬浮的粒群将发生按性质不同的分层。其有下述几种情况:    (1)的两种粒群悬浮体中,粒度大的d1粒群位于下层,粒度小的d2粒群在上层;    (2)的两种粒群,密度大的δ2粒群在下层。δ1粒群在上层;    (3)(自由沉降比,见后)的两种粒群,密度大的δ2粒群在下层,δ1料群在上层;    (4) 的两种粒群,悬浮体分层有三种情况,即    ①使粒群悬浮的上升水速(临界上升水速)时,密度小的δ1粒群在上层,密度大的δ2粒群在上层;    时,情况相反,密度大者在下,密度小的在上层;    ③时,两种粒群混杂悬浮,不分层。    上述情况和临界上升水速经试验证实。但在解释这些现象产生的原因上有不同的观点。[next]    里亚申科认为,悬浮体是按各粒群的相对密度分层的,相对密度大的粒群粒在下,相对密度小者在上层,按此观点,得出    式中  υ01和υ02 —相应为δ1和δ2颗粒自由沉降的速度;            n    —指数,见(4-26)式。    中国矿业学院和中南工业大学的学者作了研究,分别提出了稍有不同的临界上升水速公式,下述公式与实测值较为接近,即    粒群悬浮体分层的事实和上述论点,对分级和重选过程中矿粒的松散分层有一定的实际意义。    3.颗粒沉降的等降比    小密度颗粒的粒度与沉降末速度相等的大密度颗粒粒度之比值,称为颗粒的等降比,其值大于1。可以根据沉降速度相等的关系求出。    自由沉降时,在一定的雷诺数范围内,等降比e0为一常数,即    式中  dv1和dv2 —等降的轻、重矿粒的粒度;          P1和P2 —轻、重矿粒的形状修正系数;         δ1和δ2 —轻、重矿粒的密度;         n —指数,在0.5~1之间,随雷诺数而异,在Re≤0.5时,n=1:rE=3000~100000时,n=0.5: Re=0.5~3000时,0.5<n<1。    干涉沉降等降比eCT,按均匀粒群计,    式中  θ1和θ2 —松散度;            n1 和n2 —指数,见表3-4-7。    若属多种性质不同的矿粒一起在介质中作干涉沉降,因目前还没有计算这种情况下干涉沉降速度的公式,干涉沉降等降比不能求出。
标签: 沉降
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