Wemco浮选机单相流体力学和混合特性的模拟

发布时间：2020-07-31 10:07

【摘要】：浮选机内矿浆的流场分布和浮选机的性能显著影响着浮选指标。国内外的许多学者采用了CFD技术对浮选机内的流体特征与流动规律开展了详细的研究,然而对于自吸式浮选机的研究相对较少,自吸式浮选机内矿浆的流体动力学还无法完全表征,且自吸式浮选机大型化的结构设计和优化还存在问题。本文从流体力学和浮选机工艺性能、混合时间和停留时间分布多角度分析了操作参数和结构参数对WEMCO浮选机的影响,为自吸式浮选机的结构优化提供理论依据和技术指导。主要研究结果如下:1)采用标准κ-ε湍流模型进行单相稳态模拟。考察了转速和内部结构参数对流体特性、压力和浮选机工艺性能的影响。结果显示:浮选机内流体形成上下两个循环流;搅拌转速越大,轴向速度、湍动能和压力越大;锥型罩角度为45°时,浮选机内形成完整的循环流场结构,且循环流的厚度大;叶轮叶片倾角为0°时,转子区域的轴向速度最大,为4.01m/s~(-1);转子浸入尾流管深度越大,轴向速度、湍动能区域中心往尾流管中移动,叶轮循环量和功耗也越大;转子-定子间距为280mm时功耗最小,为7.10×10~3W。2)在单相稳态流场的基础上,研究了单相流体在浮选机内的混合效果,并考察了叶轮转速和结构参数的影响。结果显示:叶轮转速的增加,混合时间越短,变化梯度逐渐减小;混合时间随着锥型罩角度的增加先减小后增大,角度倾角为45°时混合时间最短,为5.36s;叶轮叶片倾角为0°和转子浸入尾流管的深度50mm时浮选机内混合时间最短;随着转子-定子间距增加,混合时间先减小后增大。3)对浮选机内停留时间的分布进行了模拟,考察了叶轮转速、入口流速和结构参数的影响。结果显示:平均停留时间随着转速的增加略微减小,转速达到273rpm后,停留时间的变化不大;矿浆入口流速越大,平均停留时间越小。锥型罩角度、叶轮叶片倾角、转子浸入尾流管深度和转子-定子间距的改变对于浮选机内平均停留时间的影响较小。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD456
【图文】：

浮选机,物理模型

1—罐体；2—竖管；3—锥型罩；4—定子（分散器）；5—转子；6—尾流管；7—假底；8—矿浆入口；9—矿浆出口；图 3.1 Wemco 浮选机物理模型YS Workbench 的 Mesh 软件在模型几何体上生成网格。浮选结构相对较复杂，对于浮选机的流体域采用多重网格技术生成叶轮旋转区域网格采用加密处理，网格划分如图 3.2 和图 3为 3×105、6×105和 1×106的浮选机几何模型进行数值计算，除由网格细化导致的错误的可能。因此，网格从最初等于 3细化，直到模拟的轴向流体速度分布没有明显的变化。图 3处不同网格节点数获得的轴向速度分布，其中 R 为槽体半径，离。可以看出，平均轴向流体速度分布从网格大于 6×105后 6×105的轴向速度比网格 3×105略高。因此，基于这些结果，的所有后续模拟，考虑到它是所需精度和模拟的计算时间之

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