在跳汰機(jī)分選過程中，顆粒的運(yùn)動(dòng)特性直接影響跳汰機(jī)分 層的結(jié)果。顆粒運(yùn)動(dòng)方程是與顆粒的垂直位移和沉降末速、跳汰室內(nèi)水面高、篩下水的向上水速、床層松散度等因素有關(guān)的微分方程。印度學(xué)者用離散元素法研究了 顆粒在跳汰床層中的運(yùn)動(dòng)，并研究了粒度對(duì)跳汰過程的影響，提出了粒度和密度影響模型。盡管研究顆粒運(yùn)動(dòng)方程的歷史背景、條件、方法和手段不盡相同，但很終 大部分顆粒運(yùn)動(dòng)微分方程表達(dá)是二階非齊次微分方程形式。本文根據(jù)實(shí)時(shí)采集的顆粒運(yùn)動(dòng)曲線，推導(dǎo)出了本實(shí)驗(yàn)條件下的跳汰過程中顆粒運(yùn)動(dòng)方程，并且將顆粒運(yùn)動(dòng) 與跳汰周期、床層厚度、床層松散度等參數(shù)建立了表達(dá)關(guān)系。

　　試驗(yàn)系統(tǒng)是由一個(gè)U形槽和高低壓風(fēng)系統(tǒng)組成，帶有數(shù)控電磁風(fēng)閥，模擬側(cè)鼓式單槽跳汰機(jī)的分選。分選槽是用有機(jī)玻璃制成，可清晰地觀察床層的運(yùn)動(dòng) 情況。數(shù)控風(fēng)閥系統(tǒng)可以單獨(dú)控制模型試驗(yàn)系統(tǒng)。除了常規(guī)的對(duì)周期、進(jìn)氣、排氣和膨脹期進(jìn)行在線設(shè)定和調(diào)節(jié)外，風(fēng)閥控制還可進(jìn)行二次進(jìn)風(fēng)(補(bǔ)氣)設(shè)定，用以 改善床層的松散條件。

　　在的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行跳汰分選，用高速動(dòng)態(tài)攝像儀對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行跟蹤攝像。將圖像文件調(diào)入高速動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)回放，選擇合適的分析對(duì)象，確定圖 像中欲分析的顆粒數(shù)。然后，利用高速動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)的專用圖像分析軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上，按照選定顆粒數(shù)，以及排列順序，在每一幅圖像上逐一用鼠標(biāo)在選定顆粒 上點(diǎn)取每一個(gè)點(diǎn)。使用專用軟件將這些點(diǎn)按順序排列和計(jì)算，便得出水流和顆粒運(yùn)動(dòng)的各種曲線和數(shù)據(jù)。

　　根據(jù)兩組實(shí)驗(yàn)的液面和顆粒的位移曲線，觀察它們的形狀，發(fā)現(xiàn)它們都是周期性變化的曲線，既在某一位置附近振動(dòng)，但在運(yùn)動(dòng)初期，運(yùn)動(dòng)的情況比較復(fù) 雜，震動(dòng)中心上升，經(jīng)過短暫時(shí)間，振動(dòng)趨于穩(wěn)定。根據(jù)振動(dòng)理論所描述的特征進(jìn)行分析對(duì)比，認(rèn)為液面和顆粒的位移曲線都是典型的有阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)曲線。分析實(shí) 際的跳汰過程，水流和顆粒的運(yùn)動(dòng)確實(shí)是在某一位置附近做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。顆粒的位移曲線與液面曲線相比，有如下特點(diǎn)：