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紊动水流中细颗粒泥沙絮凝发育特征的试验研究

朱中凡  赵明  杨铁笙  
【摘要】:本文通过试验,研究了水流紊动剪切对黏性细颗粒泥沙絮凝发育的影响作用。根据我们的实验,得出以下初步认识:(1)在某一剪切条件下,长时间后絮凝发育会渐趋稳定,达到某种平衡状态,这时絮团尺度的统计平均值趋于某一稳定值;(2)在低剪切紊动作用(剪切流速梯度G30或41s-1),紊动剪切强度的提高促进絮凝发育,絮团尺度的统计平均值增大;相反,在高剪切紊动作用下(G30或41s-1),紊动剪切强度的提高抑制絮凝发育,絮团尺度的统计平均值减小;在中间某一剪切状况下(G=30或41s-1),絮凝发育达到最佳状态,絮团尺度的统计平均值最大。另外,在试验中也发现:(3)在相同的水流剪切状况下,初始泥沙浓度越大,悬浮体系中形成的稳定的絮团中值粒径统计值也越大;(4)提高电解质浓度或增加电解质阳离子化合价,也会促进絮团发育;(5)形成的絮团处在大小为Kolmogorov尺度的旋涡内,其周围的绕流流态为层流状态,絮团受到的阻力以黏性力为主,破裂方式为表面破坏,同时,絮团最大粒径随紊动强度的增加而降低。

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