我國(guó)是煤炭?jī)?chǔ)存和消費(fèi)大國(guó),煤炭的清潔生產(chǎn)對(duì)環(huán)境至關(guān)重要。近20年來(lái),重介質(zhì)旋流器（Dense Medium Cyclone,DMC）因具有設(shè)備占地面積小、本身無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、分選效率高、處理量大等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于煤礦分選過(guò)程中。DMC能提升煤的分選效率并有效去除雜質(zhì),提高煤產(chǎn)品的質(zhì)量,減少煤燃燒產(chǎn)生的SOx、NOx等污染物,降低對(duì)大氣環(huán)境的污染。大直徑重介質(zhì)旋流器工業(yè)應(yīng)用廣泛,對(duì)其幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化具有十分重要的研究意義。本文擬從蝸殼入口結(jié)構(gòu)及渦核破碎翼結(jié)構(gòu)入手,對(duì)大直徑DMC結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。用于研究DMC的方法包括實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬,考慮到實(shí)驗(yàn)研究所需成本較大,本文擬采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法對(duì)蝸殼入口結(jié)構(gòu)DMC及內(nèi)置渦核破碎翼結(jié)構(gòu)DMC進(jìn)行數(shù)值模擬研究。研究過(guò)程中,多相流模型（Mixture）被用來(lái)模擬重介質(zhì)和空氣柱,雷諾應(yīng)力模型（RSM）被用來(lái)模擬流場(chǎng)的湍流運(yùn)動(dòng),拉格朗日追蹤模型（LPT）被用來(lái)追蹤流場(chǎng)中顆粒的運(yùn)動(dòng),并通過(guò)CFD軟件二次開(kāi)發(fā)輸出顆粒受力數(shù)據(jù),另有粘度模型被用來(lái)修正重介質(zhì)懸浮液的粘度。這些模型經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證,隨后用來(lái)研究入口蝸殼包角、入料壓頭及渦核破碎翼對(duì)... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

重介質(zhì)旋流器工作機(jī)理圖

圖 1-2 技術(shù)路線圖1.5 論文提綱論文圍繞研究路線展開(kāi)論述，共分為六個(gè)章節(jié)。第一章——緒論。本章節(jié)先闡明了重介質(zhì)旋流器的研究背景和研究意義，隨后介紹了重介質(zhì)旋流器選煤的基礎(chǔ)理論和工作機(jī)理�；诖耍鞔_了本文研究目的和研究?jī)?nèi)容，對(duì)技術(shù)路線進(jìn)行了設(shè)計(jì)。第二章——重介質(zhì)旋流器研究綜述。該章節(jié)按時(shí)間序列對(duì)重介質(zhì)旋流器在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展歷程進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，就國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述。隨后，對(duì)當(dāng)前重介質(zhì)旋流器的多相流研究現(xiàn)狀和幾何結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀做文獻(xiàn)綜述，明確本文研究要點(diǎn)。第三章——重介質(zhì)旋流器模擬方法和模型介紹，確定數(shù)值模擬的整體過(guò)程。設(shè)計(jì)不同蝸殼包角 DMC、內(nèi)置渦核破碎翼的 DMC，完成網(wǎng)格繪制以及確定模擬條件�；趯�(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比，對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，隨后采用 CFD 方法完

確定了本課題中重介質(zhì)旋流器的性能優(yōu)化研究?jī)?nèi)容及幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定；最后，就數(shù)值模擬的研究結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確定仿真模型的可靠性。3.1 模型建立考慮到重介質(zhì)旋流器中流場(chǎng)的復(fù)雜性，模擬過(guò)程分為三步，如圖 3-1 所示。第一步計(jì)算中涉及到氣液兩相，即入口固定密度混合液以及空氣兩相；其中湍流流場(chǎng)的模擬采用雷諾應(yīng)力模型（RSM），而混合液和空氣的氣液兩相自由界面的模擬則采用流體體積模型（VOF）。經(jīng)由這一階段的模擬，可獲取空氣柱（空氣體積分?jǐn)?shù)大于 90%的區(qū)域）的初始位置以及初始流場(chǎng)速度分布。第二步的計(jì)算中，在水氣兩相計(jì)算的基礎(chǔ)上，另加了八種顆粒相來(lái)模擬重介質(zhì)中包含的八種不同粒徑的磁鐵礦、非磁鐵礦顆粒的運(yùn)動(dòng)。選擇 Mixture 多相流模型代替 VOF 模型，模擬氣液固多相流場(chǎng)，其中粘度模型被來(lái)修正重介質(zhì)懸浮液的粘度。在這一步計(jì)算中，重介質(zhì)旋流器中流場(chǎng)的密度分布、溢流分流比、壓頭、密度偏差等信息能夠獲得。


本文編號(hào)：3528482