组合微泡发生器发泡性能研究

发布时间：2017-08-09 13:24

  本文关键词：组合微泡发生器发泡性能研究

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【摘要】：微泡发生器是浮选设备中最为关键的部件,其性能的优劣直接影响着矿物浮选分离的效果。在一定充气量条件下,产生气泡均匀、尺寸小、气泡量占比大是评价微泡发生器性能的重要指标,高质量的微泡发生器一直是浮选技术研究的重点。论文首先论述了浮选柱及微泡发生器的发展过程,并对国内外几种典型浮选柱和微泡发生器的工作原理及优缺点进行了讨论。阐述了微泡形成机理和射流式、旋流式微泡发生器的工作原理、结构和功能,讨论了影响微泡发生器发泡性能的因素。选用VOF多相流模型对旋流式微泡发生器、射流式微泡发生器以及组合式微泡发生器的吸气过程进行仿真模拟,使用雷诺应力湍流模型对旋流式微泡发生器的内部流场进行了仿真,使用标准湍流模型对射流式微泡发生器的内部流场进行了仿真,利用流体动力学FLUENT软件对微泡发生器的内部流场进行了双相流数值仿真,获得了微泡发生器内部流场的压力和气相分布状况,并讨论了流体进入速度、进气口尺寸、底流口尺寸等参数对微泡发生器发泡性能的影响。根据仿真边界条件搭建了微泡发生器试验平台,进行了入口速度实验、进气口尺寸和底流口尺寸实验。通过仿真和实验得出,微泡发生器流体进入速度越大,产生的微泡尺寸越小,产生气泡越均匀,气泡量占比越大。本设计的微泡发生器进气口尺寸为15mm,底流口尺寸为10mm时,空气吸入量最大,产生的气泡尺寸最小,气泡量最多。
【关键词】：浮选技术 浮选柱 微泡发生器 发泡性能 数值模拟
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD45
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 浮选技术概况11-18
• 1.1.1 浮选简介11
• 1.1.2 浮选技术发展历程11-13
• 1.1.3 国内外典型浮选柱介绍13-17
• 1.1.4 浮选柱应用及发展趋势17-18
• 1.2 微泡发生器概述18-20
• 1.2.1 内部微泡发生器18
• 1.2.2 外部微泡发生器18-19
• 1.2.3 微泡发生器发泡方式19-20
• 1.2.4 微泡发生器研究进展20
• 1.3 论文主要研究内容20-21
• 1.4 本章小结21-23
• 第二章 微泡与微泡发生器23-35
• 2.1 微泡形成过程23-24
• 2.1.1 射流成泡23
• 2.1.2 微泡的行为23-24
• 2.2 射流式微泡发生器结构及其工作过程24-27
• 2.2.1 射流式微泡发生器结构24-25
• 2.2.2 射流式微泡发生器的内部流态分析25-26
• 2.2.3 射流式微泡发生器工作机理26-27
• 2.3 旋流式微泡发生器工作过程及其结构27-30
• 2.3.1 旋流式微泡发生器结构27-28
• 2.3.2 旋流式微泡发生器基本流型28
• 2.3.3 旋流式微泡发生器的工作过程28-30
• 2.4 微泡发生器基本性能30-33
• 2.4.1 气泡大小对浮选效果的影响30-31
• 2.4.2 气泡尺寸的计算与测量31-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 微泡发生器数值仿真理论基础35-49
• 3.1 多相流模型35-37
• 3.1.1 混合模型35
• 3.1.2 欧拉模型35-36
• 3.1.3 VOF模型36-37
• 3.1.4 多相流模型的选择37
• 3.2 三维湍流模型37-42
• 3.2.1 湍流的控制方程38-39
• 3.2.2 标准k-ε模型39
• 3.2.3 湍流RSM模型39-42
• 3.3 网格技术简介42
• 3.4 离散化方法42-44
• 3.5 数值求解计算方法44-48
• 3.5.1 SIMPLEC算法44
• 3.5.2 SIMPLE算法44-46
• 3.5.3 分离式求解器46-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 微泡发生器数值仿真49-77
• 4.1 射流式微泡发生器数值模拟49-51
• 4.1.1 射流式微泡发生器模型的建立49
• 4.1.2 计算网格划分49-50
• 4.1.3 数值模拟方法50-51
• 4.2 射流式微泡发生器模拟结果分析51-57
• 4.2.1 自吸作用发生过程分析51-53
• 4.2.2 射流式微泡发生器内部气液混合分析53-55
• 4.2.3 射流式微泡发生器入口速度对吸气负压的影响55-57
• 4.2.4 射流式微泡发生器入口速度对气体吸量的影响57
• 4.3 旋流式微泡发生器的数值模拟57-61
• 4.3.1 旋流式微泡发生器模型的建立57-59
• 4.3.2 旋流式微泡发生器模型网格生成59
• 4.3.3 设定边界条件与模型选择59-61
• 4.4 旋流式微泡发生器的数值模拟结果分析61-69
• 4.4.1 空气柱形成过程61-62
• 4.4.2 压强分布62-65
• 4.4.3 影响空气柱形成的因素65-69
• 4.5 组合微泡发生器的数值模拟69-75
• 4.5.1 组合微泡发生器模型建立与网格划分69-70
• 4.5.2 计算条件设置70
• 4.5.3 仿真分析70-75
• 4.6 本章小结75-77
• 第五章 组合微泡发生器实验研究77-87
• 5.1 试验系统77-79
• 5.2 微泡测量方法79-80
• 5.3 射流式微泡发生器充气试验80-81
• 5.3.1 实验原理80
• 5.3.2 入口速度对微泡发生器中吸气负压的影响80-81
• 5.4 旋流式微泡发生器充气试验81-82
• 5.4.1 实验原理81-82
• 5.4.2 工况参数对微泡发生器吸气负压的影响82
• 5.5 组合微泡发生器充气试验82-86
• 5.5.1 组合微泡发生器装置82-83
• 5.5.2 入口速度对组合微泡发生器形成微泡的影响.83-86
• 5.6 本章小结86-87
• 第六章 总结与展望87-89
• 6.1 论文工作总结87
• 6.2 不足和展望87-89
• 致谢89-91
• 参考文献91-95
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文95

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本文编号：645511