李怡宏等：吹气孔堵塞对RH循环流量的影响 ·29 的各吹气孔吹出气体的气量和速度都有所增加.由于 量影响最大的因素是气量偏差，其次是气泡行程，气体 下排吹气孔比上排吹气孔的布置位置的低200mm,所 流速对循环流量影响很小 以堵塞上排吹气孔会使部分气泡的行程增加，气泡对 2.2对称堵塞 液体的做功也增加，循环流量增大.另外吹出气体流 图4为沿与RH环流方向成0°、45°、90°对称堵塞 速增加，气泡数量增多，气泡在上升管中的分布范围扩 0、2、4、6、8、10吹气孔时的循环流量.可以看出，在对 大，也促进了循环流量的增加.当上排吹气孔堵塞个 称堵塞10个吹气孔以内，循环流量是随吹气孔堵塞个 数增加到3个时，循环流量微微减小，增加到4个时， 数的增加而减小的.当吹气孔对称堵塞2个时，不同 循环流量急剧减小.上排吹气孔堵塞4个时，虽然总 方向堵塞方案的循环流量基本一致，相对于没有堵塞 的气泡行程有所增加，但此时上升管有吹气孔堵塞一 的方案，平均约减小3.7%.当吹气孔对称堵塞4个及 侧与无吹气孔堵塞一侧间的气量偏差达到最大，未堵 以上时，循环流量便开始急剧减小，并且沿不同方向堵 塞侧气量约为堵塞侧气量的两倍，未堵塞侧气泡产生 塞的循环流量减小程度也不一样.当吹气孔沿环流方 的液体流股涌入到真空室，形成强于右侧的波浪，形成 向对称堵塞时，剩下了R上升管前后两股气流，在气 涡流，阻碍了右侧液体流股沿环流方向流向下降管，导 泡泵的作用下，形成了两股处于环形通道两侧的液流， 致循环流量减小.当上排吹气孔堵塞个数增加到5个 上升到真空室后引起波浪相互碰撞，造成真空室液面 及以上时，左右两侧气量偏差又开始逐渐减小，所以循 剧烈波动，扰乱了真空室的环流通路，循环流量骤减， 环流量继续增加 在吹气孔对称堵塞个数为10个时，循环量减小了 200 44.6%.当吹气孔与环流方向成90°对称堵塞时，形成 190 了两股处于环流通道上相同强度的液流，它们上升到 180 真空室后也相互碰撞，但在环流抽引力的作用和右侧 170 真空室内壁的阻挡下，绝大部分液流直接沿环流通道 10 流入下降管，对循环流量的影响较小，在吹气孔对称堵 150 塞个数为10个时，循环量减小了28.6%.吹气孔与环 140 流方向成45°对称堵塞的方案介于前两种方案之间， 循环流量也介于两者之间，在吹气孔对称堵塞个数为 130 10个时，循环量减小了34.0% 120 012345678 180 吹气孔堵塞个数 170 图3吹气孔堵塞个数对循环流量的影响 160 Fig.3 Effect of the number of blocked nozzles on the circulation flow rate 目150 140 堵塞下排吹气孔时，随吹气孔堵塞个数增加，循环 130 90° 流量先减小，到4个时也降到最低，后增加，然后再减 120 45 小，与堵塞上排吹气孔时的循环流量曲线形状基本一 110 致，但是整体趋势向下，与堵塞上排吹气孔时相反.随 100 90 着下排吹气孔堵塞个数的增加，总的气泡行程是不断 6 减小的，所以循环流量的整体趋势是下降的.在吹气 吹气孔对称堵塞个数 孔堵塞3个和4个时，循环流量出现了急剧下降的现 图4吹气孔对称堵塞个数对循环流量的影响 象，同样是由于气量偏差造成的.而在吹气孔堵塞5 Fig.4 Effect of the number of blocked nozzles on the circulation flow rate in the situation of symmetric blocking 个和6个时，由于气量偏差减小而引起的循环流量的 增量大于因吹气孔个数增加而减少的循环流量，所以 2.3集中堵塞 循环流量又出现上升趋势.当吹气孔堵塞个数达到7 图5是沿与环流方向成0°、45°、90°、135°、180°对 个或8个时，气量偏差已经很小，对循环流量的影响很 吹气孔进行集中堵塞时，吹气孔堵塞个数对循环流量 小，所以循环流量又出现下降趋势.下排吹气孔堵塞8 的影响，可以看出循环流量随吹气孔集中堵塞个数的 个时的循环流量小于堵塞0个时的循环流量，说明气 增加呈现出先减小后增大的趋势.当吹气孔只堵塞1 泡行程减小对循环流量的影响要大于气体流速增加对 个时，对气量偏差基本没有影响，循环流量没有太大的 循环流量的影响 变化；当吹气孔堵塞个数增加到3个时，气量偏差增 综上所述，在堵塞上排或下排吹气孔时，对循环流 大，循环流量便开始急剧减小，相对于未堵塞情况平均李怡宏等: 吹气孔堵塞对 ＲH 循环流量的影响 的各吹气孔吹出气体的气量和速度都有所增加． 由于 下排吹气孔比上排吹气孔的布置位置的低 200 mm，所 以堵塞上排吹气孔会使部分气泡的行程增加，气泡对 液体的做功也增加，循环流量增大． 另外吹出气体流 速增加，气泡数量增多，气泡在上升管中的分布范围扩 大，也促进了循环流量的增加． 当上排吹气孔堵塞个 数增加到 3 个时，循环流量微微减小，增加到 4 个时， 循环流量急剧减小． 上排吹气孔堵塞 4 个时，虽然总 的气泡行程有所增加，但此时上升管有吹气孔堵塞一 侧与无吹气孔堵塞一侧间的气量偏差达到最大，未堵 塞侧气量约为堵塞侧气量的两倍，未堵塞侧气泡产生 的液体流股涌入到真空室，形成强于右侧的波浪，形成 涡流，阻碍了右侧液体流股沿环流方向流向下降管，导 致循环流量减小． 当上排吹气孔堵塞个数增加到 5 个 及以上时，左右两侧气量偏差又开始逐渐减小，所以循 环流量继续增加． 图 3 吹气孔堵塞个数对循环流量的影响 Fig． 3 Effect of the number of blocked nozzles on the circulation flow rate 堵塞下排吹气孔时，随吹气孔堵塞个数增加，循环 流量先减小，到 4 个时也降到最低，后增加，然后再减 小，与堵塞上排吹气孔时的循环流量曲线形状基本一 致，但是整体趋势向下，与堵塞上排吹气孔时相反． 随 着下排吹气孔堵塞个数的增加，总的气泡行程是不断 减小的，所以循环流量的整体趋势是下降的． 在吹气 孔堵塞 3 个和 4 个时，循环流量出现了急剧下降的现 象，同样是由于气量偏差造成的． 而在吹气孔堵塞 5 个和 6 个时，由于气量偏差减小而引起的循环流量的 增量大于因吹气孔个数增加而减少的循环流量，所以 循环流量又出现上升趋势． 当吹气孔堵塞个数达到 7 个或 8 个时，气量偏差已经很小，对循环流量的影响很 小，所以循环流量又出现下降趋势． 下排吹气孔堵塞 8 个时的循环流量小于堵塞 0 个时的循环流量，说明气 泡行程减小对循环流量的影响要大于气体流速增加对 循环流量的影响． 综上所述，在堵塞上排或下排吹气孔时，对循环流 量影响最大的因素是气量偏差，其次是气泡行程，气体 流速对循环流量影响很小． 2. 2 对称堵塞 图 4 为沿与 ＲH 环流方向成 0°、45°、90°对称堵塞 0、2、4、6、8、10 吹气孔时的循环流量． 可以看出，在对 称堵塞 10 个吹气孔以内，循环流量是随吹气孔堵塞个 数的增加而减小的． 当吹气孔对称堵塞 2 个时，不同 方向堵塞方案的循环流量基本一致，相对于没有堵塞 的方案，平均约减小 3. 7% ． 当吹气孔对称堵塞 4 个及 以上时，循环流量便开始急剧减小，并且沿不同方向堵 塞的循环流量减小程度也不一样． 当吹气孔沿环流方 向对称堵塞时，剩下了 ＲH 上升管前后两股气流，在气 泡泵的作用下，形成了两股处于环形通道两侧的液流， 上升到真空室后引起波浪相互碰撞，造成真空室液面 剧烈波动，扰乱了真空室的环流通路，循环流量骤减， 在吹 气 孔 对 称 堵 塞 个 数 为 10 个 时，循 环 量 减 小 了 44. 6% ． 当吹气孔与环流方向成 90°对称堵塞时，形成 了两股处于环流通道上相同强度的液流，它们上升到 真空室后也相互碰撞，但在环流抽引力的作用和右侧 真空室内壁的阻挡下，绝大部分液流直接沿环流通道 流入下降管，对循环流量的影响较小，在吹气孔对称堵 塞个数为 10 个时，循环量减小了 28. 6% ． 吹气孔与环 流方向成 45°对称堵塞的方案介于前两种方案之间， 循环流量也介于两者之间，在吹气孔对称堵塞个数为 10 个时，循环量减小了 34. 0% ． 图 4 吹气孔对称堵塞个数对循环流量的影响 Fig． 4 Effect of the number of blocked nozzles on the circulation flow rate in the situation of symmetric blocking 2. 3 集中堵塞 图 5 是沿与环流方向成 0°、45°、90°、135°、180°对 吹气孔进行集中堵塞时，吹气孔堵塞个数对循环流量 的影响，可以看出循环流量随吹气孔集中堵塞个数的 增加呈现出先减小后增大的趋势． 当吹气孔只堵塞 1 个时，对气量偏差基本没有影响，循环流量没有太大的 变化; 当吹气孔堵塞个数增加到 3 个时，气量偏差增 大，循环流量便开始急剧减小，相对于未堵塞情况平均 · 92 ·