礦粒在礦砂溜槽中的松散分層,主要是由于斜面水流脈動(dòng)作用所產(chǎn)生的上舉力引起。其實(shí)質(zhì)可理解為礦粒在垂直上升流中的沉降。由于不同密度和粒度的礦粒沉降速度不同,分層結(jié)果是密度大的粗粒位于坡底層,密度小的細(xì)粒位于址上層,而密度大的細(xì)粒和密度小的粗粒居于中間。
按密度和粒度分好層的礦粒的分離,主要利用了不同密度和粒度的礦粒在斜面水流中移動(dòng)速度不同的性質(zhì)。
由于水流在溜槽中沿槽深的速度分布是上層大,下層小因此,已按密度分好層的礦粒將受不同的水流沖力和摩擦力的作用。處于底層的大密度礦粒,受到較小水流沖力及較大的康擦力,沿抽底的移動(dòng)速度緩慢或不能移動(dòng);處千上層的小密度礦粒,則受到較大的水流沖力和較小的康擦力,因此移動(dòng)速度較快。對(duì)于粗粒物料,由于它受到的水流沖力較細(xì)拉大得多,故移動(dòng)速度比細(xì)拉大。
研究表明,流態(tài)不同,支持礦粒憊浮的垂向力不同。由于液流中存在固體預(yù)粒。液流將因帶動(dòng)礦拉運(yùn)動(dòng)而消耗能源,因此會(huì)對(duì)液流起到抑制紊動(dòng)甚至消除紊動(dòng)的作用。對(duì)于礦泥溜槽,除了離心選礦機(jī)優(yōu)膜的流態(tài)為弱紊流外,其余均為層流。英國學(xué)者拜格諾研究發(fā)現(xiàn),層流流態(tài)時(shí),當(dāng)顆拉在液流中連續(xù)受到剪切后,垂直于剪切方向?qū)a(chǎn)生一種分散壓力。這種上舉力能與礦拉的重力相抗衡,從而促使礦拉懸浮,床層松散。同時(shí),細(xì)拉子靠其自身重力作用,會(huì)鉆過床層孔隙向下運(yùn)動(dòng),使細(xì)拉位于粗拉的下層,這種現(xiàn)象稱為析離。
因此,對(duì)多數(shù)礦泥溜槽而言,使床層松散和析離分層主要是由于層間剪切產(chǎn)生的垂向分放壓力(或稱拜格諾力)引起的。對(duì)帶有弱布流流態(tài)的礦泥溜槽,紊流脈動(dòng)產(chǎn)生的上舉力,也是使床層松散分層的原因。
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