發(fā)布時間：2017-08-23 20:35

  本文關鍵詞：CFD技術應用于螺旋選礦機結構優(yōu)化的研究

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【摘要】：隨著礦產資源的逐漸貧化與枯竭,有用礦物的嵌布粒度越來越細,分選越來越難。為了獲得足夠高品質的選礦產品滿足現代工業(yè)的需求,通過優(yōu)化結構以提高分選效率是當今選礦設備的研究重點和發(fā)展方向。螺旋選礦機作為一種重力選礦設備,自發(fā)明以來,因諸多優(yōu)點得到了迅速發(fā)展和應用。特別是近年來,通過對螺旋槽結構的優(yōu)化,研制開發(fā)出了許多型號的螺旋選礦機。但這些優(yōu)化設計方法基本都是建立在試驗經驗模型研究的基礎上,缺乏機理性研究。本文將計算流體力學(CFD)應用到螺旋選礦機的結構優(yōu)化中,以提高螺旋選礦機分選效率為目的,主要研究內容包括:(1)以北京礦冶研究總院研制的BL600螺旋溜槽(螺旋選礦機的一種)為基礎,借助FLUENT軟件,利用多相流流場及離散相顆粒軌道模型,建立了螺旋溜槽分選流場CFD模型。并對其分選過程進行模擬仿真,通過將仿真結果與已有的螺旋溜槽分選機理及礦物顆粒運動軌跡研究結果進行對比分析,證明了建立的CFD模型的可靠性。為螺旋槽結構的改進優(yōu)化提供了一個數值模擬的研究平臺。(2)為提高螺旋溜槽的分選效率,本文提出在螺旋槽槽面增加一定結構形式的溝槽的優(yōu)化方法,設計了多種刻槽結構方案,并建立相應的CFD模型。借助FLUENT軟件進行正交模擬試驗。同時針對模擬試驗結果提出顆粒進入螺旋槽內緣最短時間為最優(yōu)方案的評價機制。通過分析評價,最終獲得了最優(yōu)的螺旋槽刻槽結構方案。(3)依據正交模擬試驗獲得的最優(yōu)結構方案,以標準型BL600螺旋溜槽為基礎,制作了一頭最優(yōu)結構方案樣機。為了驗證優(yōu)化樣機的可信性,在實驗室將制作好的本研究樣機與標準型BL600螺旋溜槽各取一個頭安裝于同一臺BL600螺旋溜槽支架上,建立重選試驗系統(tǒng),進行硫鐵礦分選對比試驗研究。對比試驗結果表明,本研究樣機的分選性能明顯優(yōu)于標準型螺旋溜槽,也驗證了本文提出的“CFD模型-正交模擬試驗-最優(yōu)結構方案”的螺旋溜槽(螺旋選礦機)結構優(yōu)化研究方法的可行性和可信性。本文將CFD技術應用于螺旋溜槽流場建模中。首次利用CFD技術與正交模擬試驗法實現了螺旋槽刻槽結構的優(yōu)化,提出了適用的分選效果評價機制。并通過實驗室對比試驗研究,對優(yōu)化方法和結果進行了驗證。為螺旋選礦機(螺旋溜槽)的優(yōu)化研究探索出了一條新路,對于提高工業(yè)型螺旋選礦機(螺旋溜槽)的分選效率具有一定的指導意義。
【關鍵詞】：重選 螺旋溜槽 CFD模型 分選過程 結構優(yōu)化
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD45
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 螺旋溜槽的發(fā)展現狀11-14
• 1.2.1 BL系列螺旋溜槽11-12
• 1.2.2 楔形刻槽及來復條式螺旋溜槽12-13
• 1.2.3 超極限h/D螺旋溜槽13
• 1.2.4 復合力場螺旋溜槽13-14
• 1.3 螺旋溜槽分選機理研究現狀14-17
• 1.3.1 國內外螺旋溜槽流膜運動規(guī)律研究現狀14-15
• 1.3.2 流膜選礦理論進展15-16
• 1.3.3 槽面結構對分選效果影響研究現狀16-17
• 1.4 課題技術路線及研究內容17-19
• 第二章 計算流體力學及分選過程模擬基礎19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 CFD技術及其在選礦領域的應用19-20
• 2.3 多相流流場數值模擬基礎20-21
• 2.3.1 多相流流場模型簡化20
• 2.3.2 歐拉-歐拉方法20-21
• 2.3.3 歐拉-拉格朗日方法21
• 2.4 離散相顆粒軌道模型數值模擬基礎21-24
• 2.4.1 顆粒軌道模型可行性假設21
• 2.4.2 顆粒受力分析21-23
• 2.4.3 顆粒運動方程23-24
• 2.5 本章小結24-25
• 第三章 螺旋溜槽分選流場CFD模型的建立及仿真研究25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 BL600螺旋槽三維模型設計25-27
• 3.2.1 螺旋槽斷面曲線設計25-27
• 3.3 螺旋溜槽分選流場模型建立27-31
• 3.3.1 求解器設置27
• 3.3.2 多相流模型選擇27-28
• 3.3.3 湍流模型選擇28
• 3.3.4 模型的簡化28-29
• 3.3.5 計算域創(chuàng)建29-30
• 3.3.6 初始參數確定30-31
• 3.4 BL600螺旋溜槽分選流場仿真結果及其分析31-32
• 3.5 離散相顆粒軌跡模擬32-34
• 3.5.1 離散相顆�？刂品匠�33
• 3.5.2 離散相顆粒數學模型及邊界條件的設定33-34
• 3.6 離散相顆粒軌跡模擬結果34-40
• 3.6.1 分選效果與礦物比重的關系37-38
• 3.6.2 分選效果與礦物粒度的關系38-40
• 3.7 本章小結40-41
• 第四章 螺旋槽結構優(yōu)化設計方案及CFD模型模擬仿真正交試驗41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 螺旋槽結構優(yōu)化設計方案41-42
• 4.3 正交試驗方法42
• 4.4 刻槽型螺旋溜槽數值模擬正交試驗42-46
• 4.4.1 正交試驗結果的最優(yōu)方案評價機制的確定42-43
• 4.4.2 影響因素水平表43
• 4.4.3 正交試驗過程43-46
• 4.5 正交試驗結果處理及分析46-49
• 4.5.1 粒度 20μm硫鐵礦正交試驗分析47
• 4.5.2 粒度 100μm硫鐵礦正交試驗分析47-48
• 4.5.3 方鉛礦正交分選模擬試驗分析48-49
• 4.6 最優(yōu)方案的確定及其驗證49-51
• 4.7 本章小結51-53
• 第五章 優(yōu)化方案的樣機制作及其實驗室試驗驗證研究53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 本文優(yōu)化方案樣機的制作53-54
• 5.3 實驗室分選試驗系統(tǒng)的建立54-55
• 5.4 分選試驗55-58
• 5.4.1 試驗流程及方法55-56
• 5.4.2 試驗基本步驟56-58
• 5.5 試驗結果及分析58-63
• 5.5.1 試驗現象分析58-61
• 5.5.2 溝槽對礦漿流速的影響測試61
• 5.5.3 分選指標對比分析61-63
• 5.6 本研究的工業(yè)應用實現方案及價值63-64
• 5.7 本章小結64-65
• 第六章 結論及展望65-67
• 參考文獻67-69
• 附錄A 化驗結果單69-70
• 致謝70-71
• 攻讀學位期間的研究成果71-72

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1 ;新材質和新}P構螺旋選礦機的奻制及性能奻驗[J];有色金屬;1959年13期

2 施義;;螺旋選礦機精礦截取器的改進[J];有色金屬(冶煉部分);1959年05期

3 椝P懸，

本文編號：727208