本文關(guān)鍵詞：CFD技術(shù)應(yīng)用于螺旋選礦機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究

  更多相關(guān)文章： 重選 螺旋溜槽 CFD模型 分選過程 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

【摘要】：隨著礦產(chǎn)資源的逐漸貧化與枯竭,有用礦物的嵌布粒度越來越細(xì),分選越來越難。為了獲得足夠高品質(zhì)的選礦產(chǎn)品滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求,通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)以提高分選效率是當(dāng)今選礦設(shè)備的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。螺旋選礦機(jī)作為一種重力選礦設(shè)備,自發(fā)明以來,因諸多優(yōu)點(diǎn)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。特別是近年來,通過對(duì)螺旋槽結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,研制開發(fā)出了許多型號(hào)的螺旋選礦機(jī)。但這些優(yōu)化設(shè)計(jì)方法基本都是建立在試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯康幕A(chǔ)上,缺乏機(jī)理性研究。本文將計(jì)算流體力學(xué)(CFD)應(yīng)用到螺旋選礦機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,以提高螺旋選礦機(jī)分選效率為目的,主要研究?jī)?nèi)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(jī)的一種)為基礎(chǔ),借助FLUENT軟件,利用多相流流場(chǎng)及離散相顆粒軌道模型,建立了螺旋溜槽分選流場(chǎng)CFD模型。并對(duì)其分選過程進(jìn)行模擬仿真,通過將仿真結(jié)果與已有的螺旋溜槽分選機(jī)理及礦物顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,證明了建立的CFD模型的可靠性。為螺旋槽結(jié)構(gòu)的改進(jìn)優(yōu)化提供了一個(gè)數(shù)值模擬的研究平臺(tái)。(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(jié)構(gòu)形式的溝槽的優(yōu)化方法,設(shè)計(jì)了多種刻槽結(jié)構(gòu)方案,并建立相應(yīng)的CFD模型。借助FLUENT軟件進(jìn)行正交模擬試驗(yàn)。同時(shí)針對(duì)模擬試驗(yàn)結(jié)果提出顆粒進(jìn)入螺旋槽內(nèi)緣最短時(shí)間為最優(yōu)方案的評(píng)價(jià)機(jī)制。通過分析評(píng)價(jià),最終獲得了最優(yōu)的螺旋槽刻槽結(jié)構(gòu)方案。(3)依據(jù)正交模擬試驗(yàn)獲得的最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案,以標(biāo)準(zhǔn)型BL600螺旋溜槽為基礎(chǔ),制作了一頭最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案樣機(jī)。為了驗(yàn)證優(yōu)化樣機(jī)的可信性,在實(shí)驗(yàn)室將制作好的本研究樣機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)型BL600螺旋溜槽各取一個(gè)頭安裝于同一臺(tái)BL600螺旋溜槽支架上,建立重選試驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行硫鐵礦分選對(duì)比試驗(yàn)研究。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明,本研究樣機(jī)的分選性能明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)型螺旋溜槽,也驗(yàn)證了本文提出的“CFD模型-正交模擬試驗(yàn)-最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案”的螺旋溜槽(螺旋選礦機(jī))結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究方法的可行性和可信性。本文將CFD技術(shù)應(yīng)用于螺旋溜槽流場(chǎng)建模中。首次利用CFD技術(shù)與正交模擬試驗(yàn)法實(shí)現(xiàn)了螺旋槽刻槽結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,提出了適用的分選效果評(píng)價(jià)機(jī)制。并通過實(shí)驗(yàn)室對(duì)比試驗(yàn)研究,對(duì)優(yōu)化方法和結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。為螺旋選礦機(jī)(螺旋溜槽)的優(yōu)化研究探索出了一條新路,對(duì)于提高工業(yè)型螺旋選礦機(jī)(螺旋溜槽)的分選效率具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：重選 螺旋溜槽 CFD模型 分選過程 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(xiàn)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(fù)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(fù)合力場(chǎng)螺旋溜槽13-14
• 1.3 螺旋溜槽分選機(jī)理研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外螺旋溜槽流膜運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 流膜選礦理論進(jìn)展15-16
• 1.3.3 槽面結(jié)構(gòu)對(duì)分選效果影響研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題技術(shù)路線及研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 計(jì)算流體力學(xué)及分選過程模擬基礎(chǔ)19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 CFD技術(shù)及其在選礦領(lǐng)域的應(yīng)用19-20
• 2.3 多相流流場(chǎng)數(shù)值模擬基礎(chǔ)20-21
• 2.3.1 多相流流場(chǎng)模型簡(jiǎn)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(shù)值模擬基礎(chǔ)21-24
• 2.4.1 顆粒軌道模型可行性假設(shè)21
• 2.4.2 顆粒受力分析21-23
• 2.4.3 顆粒運(yùn)動(dòng)方程23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 螺旋溜槽分選流場(chǎng)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(shè)計(jì)25-27
• 3.2.1 螺旋槽斷面曲線設(shè)計(jì)25-27
• 3.3 螺旋溜槽分選流場(chǎng)模型建立27-31
• 3.3.1 求解器設(shè)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(jiǎn)化28-29
• 3.3.5 計(jì)算域創(chuàng)建29-30
• 3.3.6 初始參數(shù)確定30-31
• 3.4 BL600螺旋溜槽分選流場(chǎng)仿真結(jié)果及其分析31-32
• 3.5 離散相顆粒軌跡模擬32-34
• 3.5.1 離散相顆粒控制方程33
• 3.5.2 離散相顆粒數(shù)學(xué)模型及邊界條件的設(shè)定33-34
• 3.6 離散相顆粒軌跡模擬結(jié)果34-40
• 3.6.1 分選效果與礦物比重的關(guān)系37-38
• 3.6.2 分選效果與礦物粒度的關(guān)系38-40
• 3.7 本章小結(jié)40-41
• 第四章 螺旋槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案及CFD模型模擬仿真正交試驗(yàn)41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 螺旋槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案41-42
• 4.3 正交試驗(yàn)方法42
• 4.4 刻槽型螺旋溜槽數(shù)值模擬正交試驗(yàn)42-46
• 4.4.1 正交試驗(yàn)結(jié)果的最優(yōu)方案評(píng)價(jià)機(jī)制的確定42-43
• 4.4.2 影響因素水平表43
• 4.4.3 正交試驗(yàn)過程43-46
• 4.5 正交試驗(yàn)結(jié)果處理及分析46-49
• 4.5.1 粒度 20μm硫鐵礦正交試驗(yàn)分析47
• 4.5.2 粒度 100μm硫鐵礦正交試驗(yàn)分析47-48
• 4.5.3 方鉛礦正交分選模擬試驗(yàn)分析48-49
• 4.6 最優(yōu)方案的確定及其驗(yàn)證49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-53
• 第五章 優(yōu)化方案的樣機(jī)制作及其實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證研究53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 本文優(yōu)化方案樣機(jī)的制作53-54
• 5.3 實(shí)驗(yàn)室分選試驗(yàn)系統(tǒng)的建立54-55
• 5.4 分選試驗(yàn)55-58
• 5.4.1 試驗(yàn)流程及方法55-56
• 5.4.2 試驗(yàn)基本步驟56-58
• 5.5 試驗(yàn)結(jié)果及分析58-63
• 5.5.1 試驗(yàn)現(xiàn)象分析58-61
• 5.5.2 溝槽對(duì)礦漿流速的影響測(cè)試61
• 5.5.3 分選指標(biāo)對(duì)比分析61-63
• 5.6 本研究的工業(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方案及價(jià)值63-64
• 5.7 本章小結(jié)64-65
• 第六章 結(jié)論及展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 附錄A 化驗(yàn)結(jié)果單69-70
• 致謝70-71
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果71-72

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;新材質(zhì)和新}P構(gòu)螺旋選礦機(jī)的奻制及性能奻驗(yàn)[J];有色金屬;1959年13期

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

3 椝P懸，

本文編號(hào)：727208