本文關(guān)鍵詞：礦物浮選過程中的三相流體特征研究

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【摘要】：充氣機械攪拌式浮選機在選礦領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用性,其內(nèi)部流場特性復(fù)雜�；贑FX流場數(shù)值模擬軟件,對設(shè)計的充氣機械攪拌式浮選機內(nèi)部流場特性進(jìn)行了系統(tǒng)模擬研究。單一液相流體數(shù)值模擬采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型,研究表明,在設(shè)計轉(zhuǎn)速為450rpm時,轉(zhuǎn)子區(qū)域流體運動速度、湍流強度、渦流強度較高;軸向距離在60~110mm時,隨著徑向距離的增加流體運動速度逐漸降低。在350~500rpm轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),流體運動速度、轉(zhuǎn)子、定子表面受壓、渦流強度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正相關(guān)關(guān)系。建立了液相連續(xù)—固/氣相離散、液相k-ε方程—固/氣相零方程浮選機內(nèi)部兩相流體數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型。固—液兩相模擬研究表明,礦物粒徑在50~120μm范圍內(nèi),隨著粒徑的增加流體運動速度逐漸降低,轉(zhuǎn)子與定子表面壓力逐漸增加;顆粒密度在低于5.0×103kg/m3時,密度對流體特性影響較小,高黏度顆粒不利于礦物分選。氣—液兩相模擬研究表面,相間表面張力系數(shù)與曳力系數(shù)對流場特性影響較小,確定了Grace曳力模型和表面張力系數(shù)為0.073相間作用力模型;充氣強度大于2.0m/s時,氣相速度與渦流強度分布不均勻,不利于浮選。確定了固—液流體對采用Schiller Naumann曳力模型、Favre Averaged Drag Force湍流耗散力模型,氣—液流體對采用Grace曳力模型、Lopez de Bertodano湍流耗散力模型,Sato Enhance Eddy Viscosity湍流轉(zhuǎn)換模型的浮選機內(nèi)部三相流體數(shù)值模擬方法,并對其流場特性進(jìn)行了系統(tǒng)模擬。
【關(guān)鍵詞】：礦物浮選 充氣機械攪拌式浮選機 三相流 流場特性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD923
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 文獻(xiàn)綜述10-21
• 1.1 機械攪拌式浮選機研究現(xiàn)狀10-11
• 1.1.1 機械攪拌式浮選機概述10
• 1.1.2 國內(nèi)外浮選機發(fā)展歷史與現(xiàn)狀10-11
• 1.2 多相流體動力學(xué)研究與進(jìn)展11-12
• 1.3 礦物浮選流場數(shù)值模擬研究與進(jìn)展12-14
• 1.4 浮選機內(nèi)多相流的數(shù)學(xué)模型14-18
• 1.4.1 多相流的基本方程14-15
• 1.4.2 浮選機流場數(shù)值模擬的湍流模型15-18
• 1.5 多相流體相間界面受力分析18-20
• 1.5.1 曳力和浮力18-19
• 1.5.2 虛擬質(zhì)量力和升力19-20
• 1.5.3 壁面滑移力和湍流耗散力20
• 1.6 課題目的及意義20-21
• 第2章 模型的建立與網(wǎng)格劃分21-27
• 2.1 充氣機械攪拌式浮選機模型的建立21-23
• 2.1.1 關(guān)于浮選機建模軟件Solidworks21
• 2.1.2 基于Solidworks的實體建模21-23
• 2.2 幾何模型網(wǎng)格劃分23-25
• 2.2.1 網(wǎng)格劃分技術(shù)23-24
• 2.2.2 關(guān)于ANSYS ICEM網(wǎng)格劃分系統(tǒng)24
• 2.2.3 模型與流場網(wǎng)格劃分24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第3章 浮選機內(nèi)部單一液相流動模擬與分析27-42
• 3.1 ANSYS CFX的數(shù)值模擬策略27-28
• 3.1.1 關(guān)于ANSYS CFX27-28
• 3.1.2 CFX數(shù)值模擬方法28
• 3.2 CFX中邊界條件的確定28-29
• 3.2.1 壁面的邊界條件28
• 3.2.2 動靜區(qū)域交界面28-29
• 3.2.3 湍流模型的選擇29
• 3.2.4 求解設(shè)定與收斂方案29
• 3.3 單一液相數(shù)值模擬結(jié)果與分析29-40
• 3.3.1 流場速度分布特征研究30-32
• 3.3.2 流場壓力分布特征研究32-33
• 3.3.3 湍流與渦流強度分布特征研究33-35
• 3.3.4 攪拌強度對流場特性影響研究35-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 浮選機內(nèi)部兩相流體特性模擬研究42-66
• 4.1 固—液兩相流體數(shù)值模擬研究42-54
• 4.1.1 固—液兩相數(shù)值模擬策略42-43
• 4.1.2 礦物粒徑對固—液兩相流場分布特征影響研究43-50
• 4.1.3 礦物密度對固—液兩相流體特性影響研究50-53
• 4.1.4 礦物黏度對固—液兩相流體特性影響研究53-54
• 4.2 氣—液兩相數(shù)值模擬研究54-64
• 4.2.1 氣—液兩相數(shù)值模擬策略54-56
• 4.2.2 湍流模型對氣液兩相流場速度特征的影響56-58
• 4.2.3 表面張力系數(shù)對流體特征的影響研究58-59
• 4.2.4 曳力作用對流體特征的影響59
• 4.2.5 充氣強度對流體特征的影響研究59-61
• 4.2.6 攪拌強度對氣—液兩相流場特性的影響研究61-64
• 4.3 本章小結(jié)64-66
• 第5章 浮選機內(nèi)部三相流體特性模擬研究66-77
• 5.1 氣—固—液三相流場模擬策略66
• 5.2 三相流場速度分布特征研究66-70
• 5.3 三相流場速度壓力分布特征研究70-72
• 5.4 湍流與渦流強度分布特征研究72-74
• 5.5 三相體積分?jǐn)?shù)分布特征研究74-75
• 5.6 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-84
• 導(dǎo)師簡介84-85
• 作者簡介85-86
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：554882