卧螺离心机流场分析与固液分离性能研究

发布时间：2020-02-29 13:23

【摘要】：近年来,随着低碳经济的不断发展,高碳能源为主的能源结构与绿色发展和生态安全等方面的矛盾日益突出,煤炭洗选作为煤炭高效利用技术受到广泛关注。卧螺离心机是利用离心沉降原理及螺旋推送方式实现对非等密度混合液固液分离的高效分离设备,在煤泥和精煤浮选的脱水环节具有很大优势,因此得到广泛应用。本文以LW800卧螺离心机为研究对象,以最佳固液分离性能为研究目标,运用数学模型推导、数值模拟仿真与试验验证结合的方式,对卧螺离心机转鼓内流道流体运动规律进行研究。本文主要通过以下几个方面对卧螺离心机进行研究:首先,通过对卧螺离心机的整机布局及离心分离机理分析,总结出卧螺离心机关键参数对其分离性能的影响。并基于∑理论对卧螺离心机生产能力进行计算。其次,研究了卧螺离心机流道内煤泥颗粒对螺旋输送器作用力,推导螺旋叶片受力计算方法,根据卧螺离心机叶片受力情况对螺旋输送器整体进行结构静力学分析,校核其强度、刚度。再次,基于流体力学基本方程,建立离心机分离场中液体流动数学模型。并对卧螺离心机螺旋流道简化建立三维模型,运用流体动力学分析软件FLUENT对流道内流场进行数值模拟。通过模拟结果研究流道内速度场、压力场分布规律,并对分布规律与分离性能关系进行分析;最后,对不同转鼓半锥角条件下的流域建立模型并进行数值模拟,研究卧螺离心机不同半锥角下分离性能变化规律。结合锥段转鼓截面压力变化规律,最终总结出最优转鼓半锥角为7°。通过卧螺离心机在不同半锥角下的分离性能试验,得到试验数据和数值模拟结果近似。
【图文】：

增加清洁能源供应的重要手段［２１；邋２０１７年入选率７０％。国能煤炭〔２０１５〕５７１号逡逑《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》．？到２０２０年，原煤入选逡逑率达到８０％以上。图１－１为我国历年来煤炭入洗量和入洗比例柱状图［３］。逡逑６０．邋０邋逦逡逑ｅ入洗董／亿吨逡逑WWｉｆ逡逑逦邋２００８邋｜２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４邋２０１５邋２０１６逡逑□入洗量／亿吨邋７．０邋７．邋８逦１１．０邋１２．邋５邋１４．５邋１６．５邋１８．７邋２０．４邋２１．７逡逑□入洗比橖％邋１３１．９１３２．邋９｜４３．邋５ｌ４４．８｜４７．邋ｌｌ５０．邋９｜５３．邋0ｌ５６．邋０｜５９．邋０逡逑图１－１我国煤泥入洗量及入洗比例图逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｈｉｎａ＇ｓ邋ｃｏａｌ邋ｗａｓｈｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｗａｓｈｉｎｇ邋ｒａｔｉｏ邋ｍａｐ逡逑我国选煤厂经过不断发展，截止到２０１６年己突破２１００座，，其中包括年度逡逑入洗量超千万吨级的超大型选煤厂己达６０余座，此类选煤厂具有超强技术和装逡逑］逡逑

增加清洁能源供应的重要手段［２１；邋２０１７年入选率７０％。国能煤炭〔２０１５〕５７１号逡逑《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》．？到２０２０年，原煤入选逡逑率达到８０％以上。图１－１为我国历年来煤炭入洗量和入洗比例柱状图［３］。逡逑６０．邋０邋逦逡逑ｅ入洗董／亿吨逡逑WWｉｆ逡逑逦邋２００８邋｜２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４邋２０１５邋２０１６逡逑□入洗量／亿吨邋７．０邋７．邋８逦１１．０邋１２．邋５邋１４．５邋１６．５邋１８．７邋２０．４邋２１．７逡逑□入洗比橖％邋１３１．９１３２．邋９｜４３．邋５ｌ４４．８｜４７．邋ｌｌ５０．邋９｜５３．邋0ｌ５６．邋０｜５９．邋０逡逑图１－１我国煤泥入洗量及入洗比例图逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｈｉｎａ＇ｓ邋ｃｏａｌ邋ｗａｓｈｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｗａｓｈｉｎｇ邋ｒａｔｉｏ邋ｍａｐ逡逑我国选煤厂经过不断发展，截止到２０１６年己突破２１００座，其中包括年度逡逑入洗量超千万吨级的超大型选煤厂己达６０余座，此类选煤厂具有超强技术和装逡逑］逡逑
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD455.5

【参考文献】

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1 谭蔚;钟伟良;闫浩;刘丽艳;朱国瑞;;卧式螺旋卸料离心机研究的回顾与展望[J];化工进展;2016年S2期

2 姜毓圣;袁惠新;付双成;;物性参数对卧螺离心机分离性能影响的研究[J];石油机械;2016年07期

3 代生福;李永峰;;我国经济新常态背景下的煤炭企业发展战略[J];能源技术与管理;2015年06期

4 杨非;赵磊;;卧式螺旋卸料沉降离心机研究[J];煤矿机械;2014年10期

5 周翠红;凌鹰;申文君;刘美丽;;卧式螺旋沉降离心机污泥脱水模拟研究[J];机械工程学报;2014年16期

6 董连东;付双成;袁惠新;;卧螺离心机内压力场的数值模拟[J];化工进展;2014年02期

7 付双成;董连东;袁惠新;;基于Euler多相流模型的卧螺离心机速度场数值模拟与分析[J];化工进展;2014年01期

8 董连东;袁惠新;付双成;邹鑫;;湍流模型在卧螺离心机内单相流场数值模拟中的适用性分析[J];流体机械;2013年10期

9 范强;张敏;李鹏宇;;WL-355卧式螺旋沉降离心机振动分析[J];机械研究与应用;2013年04期

10 李迎喜;;卧式沉降过滤离心脱水机应用现状[J];选煤技术;2013年03期

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1 于洋;卧螺离心机转鼓内基于稠密颗粒流气-液-固三相耦合运动过程机理的研究[D];天津大学;2015年

2 任立波;稠密颗粒两相流的CFD-DEM耦合并行算法及数值模拟[D];山东大学;2015年

3 黄志新;卧螺离心机螺旋输送器结构、强度及其转鼓内的流场研究[D];北京化工大学;2007年

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1 张雷;基于有限元的卧螺离心机转鼓、螺旋输送器的研究[D];中北大学;2015年

2 穆浩;卧螺离心机在粉煤灰脱水分离中的性能研究[D];安徽理工大学;2015年

3 李怀民;卧螺离心机振动分析与动力学特性研究[D];天津大学;2015年

4 魏军;“2+2”模式煤泥水处理工艺在选煤厂的应用研究[D];安徽理工大学;2014年

5 李龙;三相卧螺离心机转鼓动静态分析及参数优化[D];天华化工机械及自动化研究设计院有限公司;2014年

6 杨彬;卧螺过滤离心机动力特性分析与结构优化设计[D];江苏科技大学;2013年

7 刘庆杰;卧式螺旋卸料沉降离心机流场数值模拟及分离效果的研究[D];辽宁科技大学;2012年

8 刘京广;卧螺离心机流场数值模拟及转鼓锥角研究[D];吉林大学;2011年

9 王宇涵;卧螺离心机螺旋输送器的强度和振动分析[D];北京化工大学;2010年

10 郑胜飞;卧螺离心机流场数值模拟及试验研究[D];浙江工业大学;2009年

本文编号：2583767