本文關鍵詞：基于數(shù)值模擬的離心浮選機結構優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自吸式離心浮選機突破了傳統(tǒng)機械攪拌浮選的設計,該機充分發(fā)揮了湍流射流,綜合了離心力、重力場等多力場作用,在入料形式、礦漿內充氣形式、氣泡的礦化方式以及浮選機內流體流態(tài)等方面具有一定特色,在細粒煤顆�？焖俑咝Х诌x方面獲得突破。自吸氣式離心浮選機的設計,符合“動態(tài)礦化、靜態(tài)浮選”的理念,在工業(yè)應用與生產中獲得了較好的性能指標。離心力場中浮選機包含多類礦化方式,有效地提高了微細顆粒的分選效率。近些年,國內外科研從業(yè)者對離心浮選機進行了初步研究工作,并逐步進行了推廣,目前已應用于金屬和非金屬礦物的回收,水凈化、醫(yī)藥、環(huán)保等領域。本文應用STAR CCM+對離心浮選機整機流場進行CFD數(shù)值模擬研究與分析,同時對氣泡發(fā)生器進行了結構優(yōu)化,得到了各組條件下的速度、壓力場、氣液相含率分布、湍動強度分布以及吸氣量等重要參數(shù)和分布規(guī)律。模擬結果表明:環(huán)形給料槽各出口的流量和壓力保持均一狀態(tài),利于礦漿和泡沫層的穩(wěn)定;氣泡發(fā)生器由于混合室、噴嘴、喉管等結構原因,存在能量損失與氣液混合效率等問題;浮選槽外筒體存在較大的速度梯度,沿徑向向內,速度從7-8m/s降至內壁面1m/s以下,易引起偏流及液面翻花現(xiàn)象;切向入料后,外筒體的礦化氣體彌散程度較低,隨Z軸升高,均一度有所上升。通過對不同結構的導流裝置的模擬分析得知,當增加旋轉擋板或導流板時,可有效減小外筒體速度梯度,并提高入料初始階段的氣體均一度;而當增加垂直擋板時,則增大了精礦流失率。對氣泡發(fā)生器不同參數(shù)結構的流場數(shù)值模擬,結果表明:其它參數(shù)不變,吸氣量和喉管湍動能隨噴嘴直徑增大而減小,當直徑為19mm時效果較好;吸氣量和喉管處負壓值隨面積比增大呈減小趨勢,擴散管出口速度在面積比為3.57時出現(xiàn)峰值,最佳面積比為3.57。對離心浮選機和氣泡發(fā)生器的數(shù)值模擬,為結構優(yōu)化提供了依據(jù)。
【關鍵詞】：離心浮選機 氣泡發(fā)生器 噴嘴 面積比 結構優(yōu)化 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD456
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 浮選機的分類及研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 機械攪拌式浮選機研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 浮選柱研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 離心力場浮選機的研究進展15-18
• 1.3 浮選機流場數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本文的研究內容20-22
• 第二章 計算流體動力學（CFD）簡介和STAR CCM+軟件介紹22-30
• 2.1 計算流體動力學理論概述22-24
• 2.2 計算流體動力學的特點24-26
• 2.3 流場的數(shù)值算法與湍流求解的算法26-28
• 2.3.1 流場數(shù)值計算主要方法26
• 2.3.2 湍流的數(shù)值計算方法26-28
• 2.4 STAR CCM+軟件介紹28-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第三章 離心浮選機結構優(yōu)化的數(shù)值模擬30-48
• 3.1 離心浮選機流場數(shù)值求解的前處理與設置30-33
• 3.1.1 幾何結構和網(wǎng)格模型的建立30-31
• 3.1.2 物理模型和數(shù)值方法的選擇31
• 3.1.3 求解器的選擇31-32
• 3.1.4 湍流模型的選擇32
• 3.1.5 物性參數(shù)的設置32
• 3.1.6 初始條件和邊界條件的設定32-33
• 3.2 離心浮選機流場的數(shù)值模擬及結果分析33-40
• 3.2.1 環(huán)形給料槽部分流場分析33-35
• 3.2.2 氣泡發(fā)生器結構流場分析35-36
• 3.2.3 浮選機筒體流場分析36-40
• 3.3 浮選機外筒體結構優(yōu)化模擬及分析40-44
• 3.4 浮選機設計原則44-45
• 3.5 本章小結45-48
• 第四章 氣泡發(fā)生器結構優(yōu)化數(shù)值模擬結果及分析48-60
• 4.1 氣泡發(fā)生器物理模型的建立48-49
• 4.2 氣泡發(fā)生器網(wǎng)格的劃分49-50
• 4.3 數(shù)值方法和邊界條件的選取50-51
• 4.4 數(shù)值模擬結果分析51-57
• 4.4.1 噴嘴直徑對氣泡發(fā)生器流場影響的數(shù)值模擬及分析51-54
• 4.4.1.1 氣泡發(fā)生器噴嘴直徑對吸氣量的影響51-52
• 4.4.1.2 氣泡發(fā)生器噴嘴直徑對出口速度的影響52-53
• 4.4.1.3 氣泡發(fā)生器噴嘴直徑對湍流程度的影響53-54
• 4.4.2 面積比對氣泡發(fā)生器流場影響的數(shù)值模擬及分析54-57
• 4.4.2.1 氣泡發(fā)生器面積比對吸氣量的影響54-55
• 4.4.2.2 氣泡發(fā)生器面積比對出口速度的影響55-56
• 4.4.2.3 氣泡發(fā)生器面積比對喉管壓力的影響56-57
• 4.5 本章小結57-60
• 第五章 結論與展望60-62
• 5.1 本文結論60-61
• 5.2 不足與展望61-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀學位期間所取得的相關科研成果66-68
• 致謝68

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