旋流器底流排矿状态数值模拟与模型研究

发布时间：2023-12-03 20:03

　　水力旋流器是矿业领域常用的高效分级设备,长期的运行实践中已经发现,通过底流排矿角度可以估计水力旋流器的分级性能。另一方面,作为一种流体机械,水力旋流器的内部运行流场特征是其宏观分级性能的根本原因。然而,底流排矿角度与水力旋流内部流场特征的关系仍未被深入阐明,导致利用底流排矿角度来辨别水力旋流器的分级性能还缺少理论基础。此外,底流排矿角度与水力旋流器关键工作参数间的数学关系还未被详细描述,利用底流排矿角度来定量调控水力旋流器工作参数、进而优化其分级性能的工作还无法精确开展。本文以固液水力旋流器为研究对象,采用计算流体力学工具,通过数值仿真模拟得到的旋流器结果与实验数据进行对比,结果的高度吻合表明计算流体力学方法在旋流器的研究中有较高的可靠性。对比分析了水力旋流器在不同排矿角度下其内部流场特性,讨论了伞状和绳状排矿状态下颗粒以及液相的运动行为,并通过实验探讨旋流器不同操作以及结构参数对分级结果的影响,主要研究结果如下:采用Fluent 15.0为计算工具,通过选择合适的计算模型在四种不同的给矿条件下展开对旋流器不同排矿角度的对比研究,结果表明:旋流器的排矿角度与内部流场参数之间具有对应关系...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 水力旋流器概述
    1.2 水力旋流器的发展概况
    1.3 决定水力旋流器性能的主要参数
        1.3.1 结构参数
        1.3.2 操作参数
    1.4 水力旋流器内流场参数的研究进展
    1.5 水力旋流器排矿角度的研究进展
    1.6 研究目的及内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第2章 多相流模拟模型选择
    2.1 水力旋流器数值仿真流程
    2.2 旋流器内湍流及多相流模型的选择
        2.2.1 湍流模型
        2.2.2 多相流模型选择
    2.3 控制方程描述
        2.3.1 质量守恒方程
        2.3.2 动量守恒方程
        2.3.3 雷诺应力的求解
        2.3.5 多相流的求解
        2.3.6 颗粒流属性的数学描述
    2.4 计算域确定及网格划分
    2.5 边界条件及求解方法设置
    2.6 网格无关性验证
    2.7 试验平台建立和可靠性验证
        2.7.1 试验原料
        2.7.2 试验系统
        2.7.3 排矿角度的测量
        2.7.4 可靠性验证
    2.8 本章小结
第3章 底流排矿角度和旋流器内部流场对应关系分析
    3.1 不同排矿角度下对固相分布的影响
    3.2 不同排矿角度下对压力分布的影响
    3.3 不同排矿角度下对空气柱的影响
    3.4 不同排矿角度下对切向速度分布的影响
    3.5 不同排矿角度下对湍流强度的影响
    3.6 短路流与循环流
    3.7 本章小结
第4章 旋流器工艺参数对排矿状态的影响
    4.1 旋流器操作参数对排矿状态的影响
        4.1.1 给矿浓度对排矿状态的影响
        4.1.2 给矿压力对排矿状态的影响
        4.1.3 给矿粒度对排矿状态的影响
    4.2 旋流器结构参数对排矿状态的影响
        4.2.1 角锥比对排矿状态的影响
        4.2.2 锥角对旋流器排矿状态的影响
    4.3 旋流器排矿角度模型的建立
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3870297