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第一章 绪论1

1-1 水力旋流器发展简史1

1-2 水力旋流器的原理与应用3

1-3 水力旋流器流场的基本特征及流场研究的意义5

参考文献7

第二章 水力旋流器流场研究的数学方法10

2-1 引言10

2-2 连续性方程与N-S方程11

2-2-1 柱坐标系下的连续性方程与N-S方程12

2-2-2 球坐标系下的连续性方程与N-S方程14

2-2-3 边界条件的确定15

2-3 湍流运动与边界层的数学求解18

2-3-1 湍流运动的连续性方程与雷诺方程18

2-3-2 k-ε模型与普朗特混合长模型19

2-3-3 边界层问题21

2-4 水力旋流器内颗粒运动的数学描述22

参考文献24

第三章 水力旋流器流场测试技术27

3-1 引言27

3-2 Kelsall的光学观测法28

3-3 流动显形法31

3-4 激光测速法35

3-4-1 激光测速的基本原理35

3-4-2 散射粒子与流体的跟随性问题37

3-4-3 测试结果的校正39

3-5 接触式测压与测速技术45

参考文献48

第四章 水力旋流器内的液流运动50

4-1 引言50

4-2-1 旋涡运动基础51

4-2 切向运动51

4-2-2 水力旋流器内的涡流特性57

4-2-3 水力旋流器切向速度分布62

4-3 轴向运动66

4-3-1 轴向速度分布及其模型66

4-3-2 轴向零速包络面（LZVV）70

4-4 径向运动72

4-4-1 径向速度分布73

4-4-2 径向速度分布的理论分析75

4-5 短路流与循环流79

4-5-1 短路流与循环流的形成79

4-5-2 对短路流与循环流的分析81

4-5-3 减少短路流的可能途径84

参考文献85

5-1 引言88

第五章 水力旋流器内的空气柱问题88

5-2 空气柱的形成89

5-3 空气柱的形状与大小93

5-3-1 空气柱的形状93

5-3-2 空气柱的大小95

5-4 空气柱内的流体运动与能量耗损99

5-4-1 空气柱内的流体运动99

5-4-2 空气柱内的能量耗损104

5-5 空气柱的稳定性分析107

5-5-1 空气柱大小的稳定性107

5-5-2 空气柱位置的稳定性109

5-5-3 空气柱作用探讨111

参考文献114

第六章 水力旋流器内的湍流问题116

6-1 引言116

6-2 水力旋流器内湍流的基本性质117

6-3-1 雷诺方程预测旋风分离器湍流运动120

6-3 湍流理论对水力旋流器流场的预测120

6-3-2 N-S方程与普朗特混合长理论对水力旋流器流场的预测124

6-3-3 k-ε模型在水力旋流器湍流研究中的应用127

6-4 水力旋流器湍流的测定研究130

6-4-1 旋流器结构与流动参数130

6-4-2 平均速度分布132

6-4-3 湍流度分布134

参考文献144

第七章 水力旋流器内的能量损失146

7-1 引言146

7-2 水力旋流器内的压力分布147

7-3 水力旋流器内的能量损失150

7-3-1 能量损失的理论表述150

7-3-2 能量损失的实际测定153

7-3-3 水力旋流器分离区的能量分配161

7-4 降低水力旋流器内部损失的研究163

7-4-1 预分离区能量损失的降低164

7-4-2 强制涡损失的消除165

7-5 内部损失与湍流雷诺数170

7-5-1 确定临界雷诺数的理论依据171

7-5-2 确定临界雷诺数的实验结果172

7-5-3 无强制涡旋流器的临界雷诺数173

7-6 降低出口损失的研究175

参考文献177

第八章 水力旋流器内的颗粒运动179

8-1 引言179

8-2 固液两相间及颗粒间的相互作用180

8-2-1 颗粒在离心力场中的自由沉降180

8-2-2 颗粒在离心力场中的干涉沉降183

8-2-3 离心力场中的颗粒流186

8-3 旋流器内固体颗粒的运动190

8-3-1 颗粒运动的区域特征191

8-3-2 颗粒与液流的跟随性分析193

8-3-3 流体湍流与颗粒运动199

8-4 旋流器内颗粒粒度与浓度的分布209

8-4-1 颗粒的粒度分布209

8-4-2 颗粒的浓度分布212

8-5 颗粒运动与旋流器工作的改进219

8-5-1 关于预分离区219

8-5-2 关于流体湍流的两重性220

8-5-3 关于粗细混杂问题220

8-5-4 关于颗粒粒度与浓度的分布221

参考文献222

第九章 水力旋流器分离理论225

9-1 引言225

9-2 平衡轨道理论226

9-3 停留时间理论230

9-4 群集理论233

9-5 湍动两相流理论238

9-6 几种分离理论的比较242

参考文献244

第十章 水力旋流器流场研究展望246

10-1-1 液流场的全景式显示246

10-1-2 流场特性与结构参数及操作条件的定量模型247

10-1-3 短路流与循环流的深入研究247

10-1-4 流体湍流问题的深层次探讨248

10-1-5 分离与分级旋流器对流场的特殊要求248

10-1-6 高浓度下颗粒间的相互作用249

10-1-7 高浓度下液流与颗粒的运动249

10-1-8 分离理论的统一模型250

附录1 散射粒子与流体跟随性问题的求解251

附录2 水力旋流器流场激光测速结果的校正257

附录3 空气柱内粘性耗散函数φ（r）的推导268