水力旋流器是礦業(yè)領(lǐng)域常用的高效分級設(shè)備,長期的運行實踐中已經(jīng)發(fā)現(xiàn),通過底流排礦角度可以估計水力旋流器的分級性能。另一方面,作為一種流體機械,水力旋流器的內(nèi)部運行流場特征是其宏觀分級性能的根本原因。然而,底流排礦角度與水力旋流內(nèi)部流場特征的關(guān)系仍未被深入闡明,導致利用底流排礦角度來辨別水力旋流器的分級性能還缺少理論基礎(chǔ)。此外,底流排礦角度與水力旋流器關(guān)鍵工作參數(shù)間的數(shù)學關(guān)系還未被詳細描述,利用底流排礦角度來定量調(diào)控水力旋流器工作參數(shù)、進而優(yōu)化其分級性能的工作還無法精確開展。本文以固液水力旋流器為研究對象,采用計算流體力學工具,通過數(shù)值仿真模擬得到的旋流器結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行對比,結(jié)果的高度吻合表明計算流體力學方法在旋流器的研究中有較高的可靠性。對比分析了水力旋流器在不同排礦角度下其內(nèi)部流場特性,討論了傘狀和繩狀排礦狀態(tài)下顆粒以及液相的運動行為,并通過實驗探討旋流器不同操作以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對分級結(jié)果的影響,主要研究結(jié)果如下:采用Fluent 15.0為計算工具,通過選擇合適的計算模型在四種不同的給礦條件下展開對旋流器不同排礦角度的對比研究,結(jié)果表明:旋流器的排礦角度與內(nèi)部流場參數(shù)之間具有對應關(guān)系...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 水力旋流器概述
    1.2 水力旋流器的發(fā)展概況
    1.3 決定水力旋流器性能的主要參數(shù)
        1.3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)
        1.3.2 操作參數(shù)
    1.4 水力旋流器內(nèi)流場參數(shù)的研究進展
    1.5 水力旋流器排礦角度的研究進展
    1.6 研究目的及內(nèi)容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 多相流模擬模型選擇
    2.1 水力旋流器數(shù)值仿真流程
    2.2 旋流器內(nèi)湍流及多相流模型的選擇
        2.2.1 湍流模型
        2.2.2 多相流模型選擇
    2.3 控制方程描述
        2.3.1 質(zhì)量守恒方程
        2.3.2 動量守恒方程
        2.3.3 雷諾應力的求解
        2.3.5 多相流的求解
        2.3.6 顆粒流屬性的數(shù)學描述
    2.4 計算域確定及網(wǎng)格劃分
    2.5 邊界條件及求解方法設(shè)置
    2.6 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    2.7 試驗平臺建立和可靠性驗證
        2.7.1 試驗原料
        2.7.2 試驗系統(tǒng)
        2.7.3 排礦角度的測量
        2.7.4 可靠性驗證
    2.8 本章小結(jié)
第3章 底流排礦角度和旋流器內(nèi)部流場對應關(guān)系分析
    3.1 不同排礦角度下對固相分布的影響
    3.2 不同排礦角度下對壓力分布的影響
    3.3 不同排礦角度下對空氣柱的影響
    3.4 不同排礦角度下對切向速度分布的影響
    3.5 不同排礦角度下對湍流強度的影響
    3.6 短路流與循環(huán)流
    3.7 本章小結(jié)
第4章 旋流器工藝參數(shù)對排礦狀態(tài)的影響
    4.1 旋流器操作參數(shù)對排礦狀態(tài)的影響
        4.1.1 給礦濃度對排礦狀態(tài)的影響
        4.1.2 給礦壓力對排礦狀態(tài)的影響
        4.1.3 給礦粒度對排礦狀態(tài)的影響
    4.2 旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)對排礦狀態(tài)的影響
        4.2.1 角錐比對排礦狀態(tài)的影響
        4.2.2 錐角對旋流器排礦狀態(tài)的影響
    4.3 旋流器排礦角度模型的建立
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目



本文編號：3870297