新型浮选机数值模拟研究

新型浮选机数值模拟研究

论文摘要

浮选机是矿物加工过程中分选细粒物料的设备之一,它主要应用于矿业、煤炭等行业。利用离心力等多力场进行分选的新型自吸气式离心浮选机是实现细粒矿物分选最有效的物理手段,其最显著的特点是:矿浆通过喷嘴给入进料管,高速运动的矿浆进入气泡发生器,在混合室内形成负压吸入气体,气体与矿浆充分混合后,切线给入浮选槽,通过离心力等各种力场的作用,达到分选的目的。本文主要针对新型自吸气式离心浮选机,应用数值模拟的方法,对浮选机的关键部件浮选槽的三种不同结构以及新型浮选机的整机模型进行研究分析,并与工业试验相结合,确定浮选机的最优化结构。采用建模软件Gambit建立浮选机的物理模型,利用计算流体力学软件Star CCM+对不同浮选槽结构的物理模型划分网格,设定边界条件,对其内部流场进行三维数值模拟计算,通过对比分析其速度场、压力场及气液两相的体积含率,了解掌握浮选机的内部流场分布规律。对自吸气式离心浮选机3种不同浮选槽结构,即双排入料管,下筒体锥角90°、单排入料管,下筒体锥角90°、单排入料管,下筒体锥角120°,进行单相湍流数值模拟计算,得出压力、速度的分布。结果表明:单排入料管,下筒体锥角120°时,浮选槽内压力和近壁区速度最大,有利于浮选。在对三种不同浮选槽结构进行气液两相湍流数值模拟计算后,得出相同瞬时浮选槽内气液两相的速度、压力分布,以及液气体积含率分布图。结果表明:单排入料管,下筒体锥角120°时,虽然能够节省操作空间,但是在相同计算时间下,流动发展较慢,而单排入料管,下筒体锥角90°时,浮选槽内气液两相的速度与压力最大,相同计算时间下,流动发展较快,更有利于浮选。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • §1.1 课题的研究目的及意义
  • §1.2 浮选设备的种类及研究现状
  • 1.2.1 浮选设备的种类
  • §1.3 气泡矿化过程的动力学分析
  • 1.3.1 矿粒与气泡的碰撞
  • 1.3.2 矿粒与气泡的粘着
  • 1.3.3 矿粒与气泡的附着与脱附
  • §1.4 评价浮选性能的指标
  • 1.4.1 浮选机充气性能方面的指标
  • 1.4.2 动力指数
  • 1.4.3 电耗
  • 1.4.4 浮选速度
  • §1.5 本论文研究的主要内容
  • 第二章 流体力学的基本理论及应用
  • §2.1 计算流体力学简介
  • §2.2 CFD 软件Star CCM+的介绍
  • §2.3 多相流模型简介
  • §2.4 流场数值算法与湍流模型
  • §2.5 小结
  • 第三章 新型浮选机的试验研究
  • §3.1 选煤流程
  • §3.2 实验原理
  • §3.3 实验结果
  • §3.4 实验结论
  • 第四章 新型浮选机浮选槽内流场数值模拟研究
  • §4.1 物理模型
  • §4.2 物理模型的网格划分
  • §4.3 计算初始条件及边界条件的设定
  • 4.3.1 计算初始条件
  • 4.3.2 计算边界条件
  • §4.4 数值方法及时间步长的设定
  • §4.5 单相湍流结果分析
  • 4.5.1 不同结构的压力分布
  • 4.5.2 不同结构的速度分布
  • §4.6 两相湍流结果分析
  • 4.6.1 压力分析
  • 4.6.2 速度分析
  • 4.6.3 液气体积含率分析
  • §4.7 本章小结
  • 第五章 新型浮选机流场数值模拟研究
  • §5.1 浮选机物理模型
  • §5.2 网格划分
  • §5.3 边界条件设置
  • §5.4 计算结果分析
  • §5.5 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • §6.1 结论
  • §6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    新型浮选机数值模拟研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢