本文關(guān)鍵詞：起泡劑作用下單氣泡運動特性實驗研究

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【摘要】：旋流-靜態(tài)微泡浮選柱以其分選粒度細(xì)、選擇性好等優(yōu)點已在選煤和選礦上廣泛應(yīng)用。在浮選過程中,空氣以小氣泡的形式分散在浮選系統(tǒng)中,作為載體,將粘附在其上的目的礦物帶到液面,氣泡的尺寸和運動規(guī)律將會直接影響到其攜帶礦物的能力,通常利用起泡劑來調(diào)節(jié)氣泡的尺寸和穩(wěn)定性。因此,有必要開展起泡劑作用下的氣泡動力學(xué)特性研究,建立起泡劑用量與氣泡運動規(guī)律之間的關(guān)系,為提高浮選效率提供理論基礎(chǔ)。本文選取礦物浮選中常用的起泡劑仲辛醇作為研究對象,利用Kruss K100表面張力儀測定了不同濃度仲辛醇溶液的表面張力,然后使用OLYMPUS i-SPEED3高速動態(tài)攝像系統(tǒng)記錄單氣泡在仲辛醇溶液中的運動,最后采用i-SPEED Suite與Image-Pro Plus7.0軟件處理得出氣泡大小、形狀、軌跡、坐標(biāo)和上升速度等運動參數(shù),基于實驗數(shù)據(jù)得出了起泡劑對氣泡大小、形狀、軌跡、上升速度以及曳力等的影響機理。實驗結(jié)果表明,起泡劑可以減小氣泡大小,抑制氣泡變形,增加氣泡運動穩(wěn)定性,降低氣泡上升末速。起泡劑作用下,氣泡在脫離針頭后速度首先增加到最大值,然后經(jīng)歷減速達(dá)到末速,并且隨著起泡劑濃度增加,氣泡末速與最大速度之間的差值減小;氣泡變形越大氣泡的瞬時速度越高,當(dāng)氣泡接近球形時,瞬時速度最小;氣泡運動達(dá)到末速后,瞬時速度的波動周期隨著起泡劑的濃度增加而減小。實驗中拍攝的氣泡形狀并不完全是橢圓形,本文不對氣泡形狀進(jìn)行橢圓假設(shè),而是利用氣泡面積與周長表征氣泡變形程度,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)擬合得出氣泡變形系數(shù)與表面張力、Eo、Re和We之間的計算公式,預(yù)測值與實驗值的最大平均相對誤差為2.07%;基于Mendelson速度公式,建立了適用于仲辛醇溶液環(huán)境的氣泡運動速度的計算模型,預(yù)測值與實驗值的最大平均相對誤差為3.47%;基于Schiller-Nauman曳力模型,建立了預(yù)測氣泡在起泡劑溶液中上升時的曳力系數(shù)計算模型,預(yù)測值與實驗值的最大平均相對誤差為4.16%,以上模型的建立可為浮選CFD計算提供基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：單氣泡 起泡劑 變形系數(shù) 速度 曳力模型
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD923.12
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 變量注釋表15-17
• 1 緒論17-29
• 1.1 研究背景與意義17-18
• 1.2 起泡劑在浮選中的應(yīng)用18-21
• 1.3 浮選氣泡研究進(jìn)展21-23
• 1.4 曳力系數(shù)定義及其研究現(xiàn)狀23-27
• 1.5 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線27-28
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)28-29
• 2 單氣泡運動特性實驗方法29-47
• 2.1 高速動態(tài)實驗系統(tǒng)29-33
• 2.2 實驗分析方法33-37
• 2.3 高速動態(tài)實驗可信度驗證37-41
• 2.4 實驗操作過程41-46
• 2.5 實驗誤差分析46
• 2.6 本章小結(jié)46-47
• 3 實驗結(jié)果分析47-66
• 3.1 起泡劑對氣泡直徑的影響47-50
• 3.2 起泡劑對氣泡變形及軌跡的影響50-52
• 3.3 起泡劑對氣泡運動速度的影響52-57
• 3.4 氣泡瞬時速度分析57-60
• 3.5 氣泡速度修正60-64
• 3.6 本章小結(jié)64-66
• 4 單氣泡曳力模型修正66-79
• 4.1 氣泡上升過程的受力分析與曳力計算66-67
• 4.2 無量綱參數(shù)分析67-68
• 4.3 變形系數(shù)計算68-72
• 4.4 曳力模型修正72-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 5 結(jié)論與展望79-81
• 5.1 結(jié)論79-80
• 5.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 作者簡歷85-87
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 黃建平;盧毅屏;趙剛;王德庭;鐘宏;顧敏洲;劉廣義;;浮選起泡劑及其研究新進(jìn)展[J];金屬礦山;2012年12期

2 劉炯天,王永田;自吸式微泡發(fā)生器充氣性能研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;1998年01期

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本文編號：1070640