射流微泡发生器气液两相流动测量与数值模拟
发布时间：2021-05-11 23:24
在浮选中,空气以气泡的形式分散在浮选体系中,气泡作为载体将粘附在其上的目的矿物带到液面。射流微泡发生器用于产生一定尺寸及数量的微泡,其结构参数直接影响浮选效率的提升,由于气泡在高速流体中运动时会发生聚并与破裂,该设备内部流场运动规律及行为异常复杂。本文采用计算流体动力学（CFD）、粒子图像测试技术（PIV）和高速动态显微测量技术等研究手段,以实验室射流微泡发生器清水-气泡两相流场为研究对象,按照以下思路进行研究:首先进行了PIV和高速动态流场测试,通过数值模拟与实验数据对比,建立了适用于射流微泡发生器复杂流场计算的数值模型。在此基础上,通过PIV测量及利用已确定的数值模型对射流微泡发生器进行了优化设计。主要工作及结论如下:搭建了实验室射流微泡发生器清水-气泡的测试循环体系,使用PIV及高速动态技术测试了单管45°向下进气结构在低气含率的两相流场,得到了气泡的速度、尺寸分布特征,为后续数值计算模型探究及结构优化后实验对比提供依据。建立了适用于射流微泡发生器清水-气泡流场计算的两相流体动力学数值模型。对单管向下进气结构射流微泡发生器实施了数值模拟,通过与实验测量对比,结果表明:欧拉-欧拉双...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 微泡发生器研究概述
1.3 射流自吸气机理研究
1.4 射流微泡发生器数值计算研究现状
1.5 多相流场测试技术及研究现状
2 气-液两相流计算理论
2.1 湍流模型
2.2 多相流相间作用力模型
2.3 群体平衡模型
2.4 本章小结
3 射流微泡发生器流场测试
3.1 已有研究
3.2 PIV及高速动态摄像流场测试
3.3 实验室射流微泡发生器试验研究
3.4 本章小结
4 射流微泡发生器气液两相数值模拟
4.1 计算模型
4.2 求解设置
4.3 两相流动模拟结果分析对比
4.4 单管进气结构气含率分布
4.5 本章小结
5 射流微泡发生器结构优化
5.1 双管对称进气管结构实验测量
5.2 双管对称进气结构数值模拟分含率分布
5.3 其他类型进气口结构优化
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Investigation of droplet breakup in liquid–liquid dispersions by CFD–PBM simulations:The influence of the surfactant type[J]. Dongyue Li,Antonio Buffo,Wioletta Podgórska,Daniele L.Marchisio,Zhengming Gao. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2017(10)
[2]现代光学测量技术在矿物浮选中的应用及展望[J]. 刘煜,闫小康,王利军,曹亦俊,王爱,许亚军,张秀宝,石瑞. 洁净煤技术. 2017(01)
[3]多相分散体系中气泡/液滴聚并和破碎的群平衡模拟[J]. 覃成鹏,杨宁. 化学进展. 2016(08)
[4]CFD-DEM模型并行化及其在流化床气固流动中的应用[J]. 杨春振,陈成敏,刘光霞,段钰锋. 化工学报. 2016(07)
[5]吸入室直径对液气射流泵流场特性影响的数值模拟[J]. 王佼,王迎樑,张峰. 液压与气动. 2015(09)
[6]吸入管位置对液气射流泵流场特性影响的数值模拟[J]. 王迎樑,高贵军,刘春洋,刘邱祖,寇彦飞. 矿山机械. 2015(06)
[7]基于PBM模型的离心泵内部盐析流场数值计算[J]. 刘栋,汤承,严建华,滕国荣,张鹏. 中国农村水利水电. 2015(05)
[8]基于激光PIV技术的XFD浮选机流场特征分析[J]. 李楠,谢刚,施哲,高磊,于站良. 光电子·激光. 2015(03)
[9]单沉浸管流化床内离散颗粒数值模拟[J]. 任立波,韩吉田,赵红霞. 浙江大学学报(工学版). 2015(01)
[10]基于ANSYS的柱式浮选气液射流泵磨损研究[J]. 贾彦. 矿山机械. 2014(09)
博士论文
[1]环形射流泵内部流动机理及结构优化研究[D]. 杨雪龙.武汉大学 2014
[2]鼓泡床反应器实验研究及CFD-PBM耦合模型数值模拟[D]. 邢楚填.清华大学 2014
[3]柱式分选的多流态过程模拟及其流体动力学研究[D]. 闫小康.中国矿业大学 2013
[4]多喷嘴射流泵流场的数值模拟及试验研究[D]. 袁丹青.江苏大学 2009
硕士论文
[1]离心场盘式分选过程数值模拟研究[D]. 王永恒.中国矿业大学 2017
[2]基于CFD模拟的液气射流泵卷吸特性研究与设计优化[D]. 陈文.东北大学 2014
[3]KYFⅡ-40浮选机中气泡与矿浆流动特性的数值模拟研究[D]. 刘涛.中南大学 2014
[4]微泡发生器性能分析及评价系统的研究[D]. 李梦君.昆明理工大学 2012
[5]采用电阻层析成像技术测量气液（固）鼓泡床相含率的分布特性[D]. 韩玉环.北京化工大学 2009
[6]旋流—射流分选充气器充气性能的试验研究[D]. 安彩红.太原理工大学 2009
[7]数值模拟在微泡浮选关键技术中的应用研究[D]. 谢军.昆明理工大学 2008
[8]射流微泡发生器工作参数及实验检测装置研究[D]. 李磊.昆明理工大学 2008
[9]磨料水射流切割性能和喷嘴内外流场的仿真研究[D]. 侯荣国.山东大学 2006
[10]微泡生成机理及微泡发生器的优化设计研究[D]. 郭晟.昆明理工大学 2007
本文编号：3182296
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 微泡发生器研究概述
1.3 射流自吸气机理研究
1.4 射流微泡发生器数值计算研究现状
1.5 多相流场测试技术及研究现状
2 气-液两相流计算理论
2.1 湍流模型
2.2 多相流相间作用力模型
2.3 群体平衡模型
2.4 本章小结
3 射流微泡发生器流场测试
3.1 已有研究
3.2 PIV及高速动态摄像流场测试
3.3 实验室射流微泡发生器试验研究
3.4 本章小结
4 射流微泡发生器气液两相数值模拟
4.1 计算模型
4.2 求解设置
4.3 两相流动模拟结果分析对比
4.4 单管进气结构气含率分布
4.5 本章小结
5 射流微泡发生器结构优化
5.1 双管对称进气管结构实验测量
5.2 双管对称进气结构数值模拟分含率分布
5.3 其他类型进气口结构优化
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Investigation of droplet breakup in liquid–liquid dispersions by CFD–PBM simulations:The influence of the surfactant type[J]. Dongyue Li,Antonio Buffo,Wioletta Podgórska,Daniele L.Marchisio,Zhengming Gao. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2017(10)
[2]现代光学测量技术在矿物浮选中的应用及展望[J]. 刘煜,闫小康,王利军,曹亦俊,王爱,许亚军,张秀宝,石瑞. 洁净煤技术. 2017(01)
[3]多相分散体系中气泡/液滴聚并和破碎的群平衡模拟[J]. 覃成鹏,杨宁. 化学进展. 2016(08)
[4]CFD-DEM模型并行化及其在流化床气固流动中的应用[J]. 杨春振,陈成敏,刘光霞,段钰锋. 化工学报. 2016(07)
[5]吸入室直径对液气射流泵流场特性影响的数值模拟[J]. 王佼,王迎樑,张峰. 液压与气动. 2015(09)
[6]吸入管位置对液气射流泵流场特性影响的数值模拟[J]. 王迎樑,高贵军,刘春洋,刘邱祖,寇彦飞. 矿山机械. 2015(06)
[7]基于PBM模型的离心泵内部盐析流场数值计算[J]. 刘栋,汤承,严建华,滕国荣,张鹏. 中国农村水利水电. 2015(05)
[8]基于激光PIV技术的XFD浮选机流场特征分析[J]. 李楠,谢刚,施哲,高磊,于站良. 光电子·激光. 2015(03)
[9]单沉浸管流化床内离散颗粒数值模拟[J]. 任立波,韩吉田,赵红霞. 浙江大学学报(工学版). 2015(01)
[10]基于ANSYS的柱式浮选气液射流泵磨损研究[J]. 贾彦. 矿山机械. 2014(09)
博士论文
[1]环形射流泵内部流动机理及结构优化研究[D]. 杨雪龙.武汉大学 2014
[2]鼓泡床反应器实验研究及CFD-PBM耦合模型数值模拟[D]. 邢楚填.清华大学 2014
[3]柱式分选的多流态过程模拟及其流体动力学研究[D]. 闫小康.中国矿业大学 2013
[4]多喷嘴射流泵流场的数值模拟及试验研究[D]. 袁丹青.江苏大学 2009
硕士论文
[1]离心场盘式分选过程数值模拟研究[D]. 王永恒.中国矿业大学 2017
[2]基于CFD模拟的液气射流泵卷吸特性研究与设计优化[D]. 陈文.东北大学 2014
[3]KYFⅡ-40浮选机中气泡与矿浆流动特性的数值模拟研究[D]. 刘涛.中南大学 2014
[4]微泡发生器性能分析及评价系统的研究[D]. 李梦君.昆明理工大学 2012
[5]采用电阻层析成像技术测量气液（固）鼓泡床相含率的分布特性[D]. 韩玉环.北京化工大学 2009
[6]旋流—射流分选充气器充气性能的试验研究[D]. 安彩红.太原理工大学 2009
[7]数值模拟在微泡浮选关键技术中的应用研究[D]. 谢军.昆明理工大学 2008
[8]射流微泡发生器工作参数及实验检测装置研究[D]. 李磊.昆明理工大学 2008
[9]磨料水射流切割性能和喷嘴内外流场的仿真研究[D]. 侯荣国.山东大学 2006
[10]微泡生成机理及微泡发生器的优化设计研究[D]. 郭晟.昆明理工大学 2007
本文编号：3182296
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