复合型煤泥旋流器流场模拟

简要分析了目前选煤厂常用的煤泥洗选工艺,并提出了一种新型的复合型煤泥旋流器;介绍了复合型煤泥旋流器的结构及工作原理,利用Fluent软件对复合型煤泥旋流器流场进行了模拟,分析了复合型煤泥旋流器不同空间内的流体切向速度、轴向速度及径向速度,得出复合型煤泥旋流器内存在较大的切向速度、轴向速度及径向速度,为煤泥在径向上分层及轴向上分离提供了动力,复合型煤泥旋流器在同一时段内既完成细煤泥分级又完成粗煤泥分选是完全可行的,可进一步进行实践试验研究。     

中心曲面锥型旋流器分离性能的数值模拟

针对普通旋流器所存在的溢流跑粗问题,提出一种带有中心曲面锥的水力旋流器,利用中心曲面锥结构引导内旋流中一部分粗颗粒到外旋流重新参与分离,减少溢流跑粗。通过数值模拟对比分析了中心锥型旋流器和中心曲面锥型旋流器的流场特性和分离性能。对比结果表明,将中心锥改进为中心曲面锥后,中心锥体附近流体的径向速度增大,进一步强化了内旋流中粗颗粒向外旋流的运动,减小了粗颗粒进入溢流的概率;切向速度变大,有利于颗粒的离心分离;轴向速度减小,颗粒分离时间延长,分离更充分;湍动能减小,流场更加稳定。模拟结果显示,与中心锥型旋流器相比,中心曲面锥型旋流器溢流中≥35 μm 颗粒含量相对减小 11.08%,≥35 μm 颗粒的分级效率提高了 4.04 个百分点。     

中心曲面锥型旋流器分离性能的数值模拟

针对普通旋流器所存在的溢流跑粗问题，提出一种带有中心曲面锥的水力旋流器，利用中心曲面锥结构引导内旋流中一部分粗颗粒到外旋流重新参与分离，减少溢流跑粗。通过数值模拟对比分析了中心锥型旋流器和中心曲面锥型旋流器的流场特性和分离性能。对比结果表明，将中心锥改进为中心曲面锥后，中心锥体附近流体的径向速度增大，进一步强化了内旋流中粗颗粒向外旋流的运动，减小了粗颗粒进入溢流的概率；切向速度变大，有利于颗粒的离心分离；轴向速度减小，颗粒分离时间延长，分离更充分；湍动能减小，流场更加稳定。模拟结果显示，与中心锥型旋流器相比，中心曲面锥型旋流器溢流中≥35 μm 颗粒含量相对减小 11.08%，≥35 μm 颗粒的分级效率提高了 4.04 个百分点。     

双溢流管旋流器分离性能的数值模拟与试验研究

针对普通溢流管旋流器难以得到细粒径、窄粒级产品等难题,提出一种双溢流管旋流器,利用CFD数值模拟软件,对比分析普通旋流器和双溢流管旋流器内部流场和分离性能。模拟结果表明:双溢流管旋流器内流体的切向速度增大,轴向速度和径向速度减小,分离得到的内溢流产品明显细于普通溢流。试验结果表明,对中位粒径为39.8μm的进料,经双溢流管旋流器一次分级后得到中位粒径分别为61μm、16μm和24μm的3种窄粒级产品,针对-45μm颗粒,双溢流管旋流器的综合分级效率较普通旋流器提高了1.26%,分级效果更好。     

多锥体水力旋流器流体速度分布研究

本文采用雷诺应力模式(RSM)模拟多锥体水力旋流器流场,分析多锥体水力旋流器切向速度、轴向速度及径向速度的分布,发现多锥体水力旋流器的第二锥段具有稳定其流场的作用,因此与单锥体水力旋流器相比,多锥体水力旋流器的流场具有更好的稳定性,更有利于分离过程的进行.     

对称双进口旋流器流场特征及分离性能

传统单进口旋流器存在流场不稳定、分离精度低等问题。创新旋流器结构、优化流场性能、提高分离 精度是当前旋流器应用的迫切需求。为了解决传统单进口旋流器对流场冲击大而引起的流场波动不稳定问题，提 出了一种对称双进口旋流器结构型式。采用数值模拟方法，通过 RSM 湍流模型、VOF 和 Mixture 多相流模型，对两 种进口结构的旋流器流场特征及分离性能进行了对比研究，结果表明：对称双进口旋流器的零速包络面和旋流流 场更加均匀，可以为颗粒迁移运动创造更加稳定的分级、分选条件；对称双进口旋流器流场静压、湍动能、轴向速度 和切向速度比传统旋流器均有不同程度的提高，其中对分离起主导作用的切向速度最大值提高了 16.90%，有效增 大了离心强度，强化了分离效果；入口速度为 7.5 m/s 时，10 μm 微细颗粒溢流分级效率较传统结构提高了 4.82 个百 分点，15 μm 微细颗粒溢流分级效率较传统结构提高了 11.34 个百分点。研究结果对丰富旋流器结构型式，进一步 提高旋流分离性能具有一定的指导意义。     

锥体结构对水力旋流器内流场及分离性能的影响

使用FLUENT软件对不同锥体结构的水力旋流器进行了清水流场及颗粒分离性能的模拟。在相同处理能力条件下,对于单锥结构的旋流器,增大锥角,旋流器内的压力降和最大切向速度增大。相比常用于细粒分级的长锥旋流器,上部采用大锥角、下部采用小锥角的变锥角旋流器具有更高的最大切向速度和更稳定的轴向及径向流速分布。空气柱直径随着切向速度的增大而变大。对不同粒径固体颗粒相分离的模拟结果显示,变锥角旋流器的分离粒度小于同直径的长锥旋流器。     

应用PIV技术对重介质旋流器流场的试验研究

在实验室条件下,应用先进的粒子图像测速系统对有压三产品重介旋流器流场进行了试验研究,分别从速度矢量图、径向速度、切向速度和流线图进行分析,得出了旋流器流场变化和分布规律。     

新型无压给料三产品重介质旋流器的流场模拟研究

应用计算流体力学技术对无压给料三产品重介质旋流器的流场进行了模拟研究,得出在其他条件相同的情况下,新型无压给料三产品重介质旋流器相比传统的无压给料二产品重介质旋流器具有切向速度、轴向速度和压强均高,径向速度低等优点.     

水力旋流器内部流场及分选过程的研究进展

论述了水力旋流器内部流场特性研究的发展历程及研究现状。详细介绍了数值试验方法在旋流器模型建立、内部流场特性描述、颗粒在其流场中的分离过程以及旋流器结构参数优化设计等方面的应用。在此基础上,提出了今后的研究方向与重点,即对于轴向零速包络面（LZVV）及空气柱的特性仍需进一步研究;在高浓度矿浆中,颗粒形状及颗粒与颗粒、颗粒与流体、颗粒与器壁之间相互作用对分离效率的影响仍是下一个时期的研究重点。     

磨料射流喷嘴外流场磨料速度模型及分析

喷嘴外流场磨料速度是建立磨料射流冲蚀深度模型的重要前提,以磨料射流喷嘴外流场磨料为研究对象,以固液两相流理论为基础,建立了磨料射流喷嘴外流场磨料速度模型,基于位移等分法和迭代算法求解了该速度模型,利用PIV实验进行验证,实测值与理论值的平均百分比误差在5%之内。并利用该速度模型得到了磨料射流喷嘴外流场磨料运动规律:(1)磨料颗粒流在喷嘴外流场的流动具有扩散性;(2)磨料颗粒沿射流轴向运动时,大多经历了一个先加速后减速的过程,只是加速距离有所差异;(3)初始段内相同轴向距离的射流横截面上,位于等速核区域内的磨料速度相同,随后磨料速度从等速核边界朝射流边界方向逐渐减小;初始段末端及基本段内相同轴向距离的射流横截面上,磨料速度沿射流径向的分布完全呈现出钟形速度分布。     

基于PIV的KYF浮选机单相流场测试与分析

随着CFD技术在浮选机设计、优化方面的应用不断深入,利用现代流体测试技术研究浮选机内部流场用以修正CFD预测结果变得愈发重要。本文建立了以PIV测试技术为核心的KYF型浮选机流场测试试验平台,揭示了浮选机内部流场特征。KYF-0.2浮选机的整体流场具有明显的上、下循环。叶轮底部流场说明了叶轮的抽吸作用和颗粒沉槽的原因。定子叶片之间的局部流场揭示了定子的导流、稳流作用。提高叶轮转速,流体的径向速度和轴向速度随之增加,但整体流场循环结构没有改变。本文探究了浮选机内部流场的PIV测试方法,为浮选机多相流测试和对CFD预测结果的修正奠定了基础。     

基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响。结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响,但对流场分布特征影响较小,而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关,即流量增大会导致粒群分带延迟,影响分选。     

基于PIV的KYF浮选机单相流场测试与分析——KYF浮选机流场测试与仿真研究(一)

随着CFD技术在浮选机设计、优化方面的应用不断深入,利用现代流体测试技术研究浮选机内部流场用以修正CFD预测结果变得愈发重要。本文建立了以PIV测试技术为核心的KYF型浮选机流场测试试验平台,用以揭示浮选机内部流场特征。流场测试表明:KYF-0.2浮选机的整体流场具有明显的上、下循环特征;叶轮底部流场说明了叶轮的抽吸作用和颗粒沉槽的原因;定子叶片之间的局部流场揭示了定子的导流、稳流作用;提高叶轮转速,流体的径向速度和轴向速度随之增加,但整体流场循环结构没有改变。另外,还探究了浮选机内部流场的PIV测试方法,为浮选机多相流场测试技术和对CFD预测结果进行修正奠定了一定基础。     

基于CFD的流动调整器优化设计

针对瓦斯抽采监控系统中气体流量计上游管道内气体流速分布不均匀问题,提出一种多组去心叶片交错分布流动调整器优化结构。以叶片组数和相邻两叶片组的交错角度为优化参数,建立4种调整器结构优化模型。利用CFD数值模拟技术分析不同雷诺数时各调整器下游的流场特性,对比调整器下游6个位置处流体的径向速度与充分发育流体的相差程度。结果表明,4组叶片交错布置11.25°时调整器整流效果相对较好,可将调整器下游所需直管长度缩短50%,为瓦斯流量测量减小空间成本、提高测量准确性提供理论参考。     

基于PIV浮选柱旋流场的测试与模拟

为深入探讨旋流段的流场分布及旋流分离的作用机理,以粒子图像测速系统(PIV)为基础构建了浮选柱旋流段的流场测试平台,利用PIV测试平台和Fluent数值模拟软件对旋流段内部的速度场进行了测试与数值模拟,研究了旋流段的速度分布规律以及循环量变化对速度分布规律的影响。结果表明,流场速度以切向速度为主,且有着明显的分布规律,径向速度比较小且分布比较复杂,轴向速度相对径向速度较大,速度分布呈对称分布;随着循环量的提高,轴向速度的零点向中心靠拢,而最大值出现在相近的半径位置。数值模拟结果和实验结论吻合度较高。     

Numerical simulation of the in-line pressure jig unit in coal preparation

This paper presents a numerical study of the multiphase flow in an in-line pressure jig (IPJ), which is a high yield and high recovery gravity separation device widely used in ore processing but may have potential in coal preparation. The mathematical model is developed by use of the combined approach of computational fluid dynamics (CFD) for liquid flow and discrete element method (DEM) for particle flow. It is qualitatively verified by comparing the calculated and measured results under similar conditions. The effects of a few key variables, such as vibration frequency and amplitude, and the size and density of ragging particles, on the flow and separation performance of the IPJ are studied by conducting a series of simulations. The results are analyzed in terms of velocity field, porosity distribution and forces on particles. The findings would be helpful in the design, control and optimisation of an IPJ unit.     

铅锌尾矿在旋流器超重力环境内分离特性研究

通过对颗粒分离理论、铅锌尾矿分选处理工艺等进行分析,提出适用于铅锌尾矿分选的反向流化结构旋流器,利用锥面反向流化作用,快速分离具有密度差异的铅锌尾矿。结果表明,轴向压力值在不同径向截面处对应的值不同,整体上随轴向距离的增大而降低,且在圆锥段获得最大压力值;轴向速度分布呈对称分布,不同轴向截面处的轴向速度增减趋势有区别,颗粒分布主要集中在锥段;随着反向流化速度的增加,PbO矿粒从主要集中分布于旋流器器壁逐渐扩散至整个旋流器流场范围内,大密度PbO颗粒在器壁富集量先增加后降低;当反向流化速度为0.01m/s、进料速度为4m/s时,PbO颗粒达到最大回收率86.7%和富集比22.5,铅锌尾矿颗粒间的分离性能最佳。该研究成果为国内外铅锌尾矿的回收利用提供依据与借鉴。     

水力旋流器流体稳定性研究

通过计算机离散求解模拟水力旋流器周向速度在径向上的分布,并带入瑞利判别式判别其流体的稳定性,发现水力旋流器的流体流动是不稳定的,这种不稳定性对旋流器的分离过程不利。指出了在水力旋流器改进过程中,通过减少流动的不稳定性来改善水力旋流器的分离性能,将是水力旋流器发展的新途径。     

毫米级颗粒在湍流场中的传热及着火特性

燃料在强湍流中的燃烧广泛存在于实际工业装置中,研究湍流脉动对燃料传热及着火的作用对准确理解燃烧过程具有重要意义.目前,对于气体燃料和液滴在湍流脉动条件下的蒸发着火等过程已经有了非常详细的研究,而对于固体颗粒受热和着火的研究,大多数试验方法,如落管炉、单颗粒炉和平焰燃烧器等,是在层流条件下进行的.湍流条件下的研究方法主要...