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摘要本论文通过将旋转的细铁丝沿着烧杯中轴线伸入装有约450ml水的500ml规格的烧杯中形成漩涡。然后抽离细铁丝，等到漩涡角速度减小后，将固体小颗粒于漩涡外围靠近烧杯壁约1.5cm的地方竖直投入漩涡。多次观测的实验结果表明：竖直投入漩涡的小颗粒进入漩涡后的短时间内将向漩涡中心聚集。通过单个颗粒的观察以及颗粒在漩涡中运动时在漩涡径向的受力理论分析也表明：竖直投入漩涡的小颗粒进入漩涡后的短时间内做的是向漩涡中心靠拢的向心运动，与实验结果相符。该结论对于更进一步的固液二向流的研究有积极的意义。9920
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关键词 漩涡；颗粒运动；压力梯度力。毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Experimental study of the law of motion of small particles in the fluid swirl
Abstract
In this article, 450ml of water was poured into the beaker of capacity for 500ml，and the rotating thin wire was stretched into the water along the axis of the beaker in order to forming a fluid swirl. After forming a fluid swirl, the thin wire was pulled up. Until the angular velocity of the swirl decreases, the solid particles were put into the swirl vertically in the place near the beaker wall about 1.5cm. Many times of experiments observing results show that: the solid particles which were put into the swirl vertically would be gathered around the center of the swirl in a short period of time. Theoretical analyzing one of the particle in the swirl shows that the solid particle will do the centripetal movement to closer to the center of the swirl in a short period of time, which is consistent with the experimental results. These conclusions have positive significance for the further study of solid-liquid flow.
Keywords swirl; the motion of solid particles; pressure gradient force
目 次
1 引言 1
2 漩涡中小颗粒的运动的研究现状 1
3 漩涡的相关理论知识 2
3.1 流体中漩涡的含义 2
3.2 漩涡的性质 3
3.3 漩涡的基本定理 4
3.4 漩涡速度和强度分布 5
4 稳流漩涡中小颗粒的运动实验 5
4.1 实验器材 6
4.2 实验流程 6
4.3 漩涡中小颗粒运动的图片采集 6
4.4 实验结果与分析 12
4.5 本次实验的不足 15
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 引言
流体漩涡在自然界中普遍存在，围绕漩涡做一些相关的研究可以使人更好的了解自然，还可以帮助解决一些生活中、工业中、环境工程中存在的涉及到漩涡的问题。目前，在国内外就已经有一些与漩涡及固液二相流有关的研究，下文将作简要地介绍。但总体而言：相对于国外 ，国内的相关研究及文献还偏少，另外,无论国内还是国外, 有关漩涡中颗粒运动规律的研究的文献报道比较少,还有很大的研究和提升空间。因此，本次实验研究在实际应用中有它的价值，同时也可以丰富国内关于漩涡的研究。
对于流体中存在固体小颗粒的现象，环境工程中往往需要更进一步对这些小颗粒进行处理 ,以净化水体。这时候，通过在流体中引入漩涡就可以达到将小颗粒集中到一起便于处理的目的了。因为，通过多次重复的实验可以观察到：流体漩涡下的固体小颗粒会在漩涡的作用下呈现一种有规律的运动分布。为了清楚的了解这种运动分布现象，本文将对漩涡的基本性质做详细的介绍，并通过实验对小颗粒在流体漩涡中的运动规律做具体的观察并简要说明流体漩涡中小颗粒运动呈现规律分布的原因。