文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
大型机械搅拌充气式浮选机内部流场的数值模拟
姓名:唐堃
申请学位级别:硕士
专业:流体机械及工程
指导教师:李仁年
20090420
.一籰摘要皇曼曼曼曼蔓曼皇曼大型机械搅拌充气式浮选机具有选矿处理能力强、单位容积功耗小等优点,在选矿行业中的应用越来越广泛。目前,大型浮选机一般都是通过参照小型浮选机的机械结构,按照比例放大关系进行设计,尚未从内部流场层面进行精细化的设计,基本上还处于经验性设计阶段。机械搅拌充气式浮选机的内部流动是由矿物颗粒、浮选药剂、气泡和水等构成的复杂气一固一液三相湍流流动,其浮选过程涉及到多种物理过程,其中多相流动过程是浮选机内部的基本物理过程,其多相流体动力学特性决定了浮选机的主要浮选动力学性能。本文通过对浮选机内部多相流动特性的研究,寻求浮选机结构参数与流场特征以及浮选动力学参数之间的关系,为浮选机的结构设计和优化运行提供理论依据和技术指导,主要内容如下:根据机械搅拌充气式浮选机的结构特点以及浮选作业过程其内部的多相流场特征,忽略了泡沫层对流场结构的影响,对浮选机内部流动区域进行了简化,并将其划分为矿浆一空气混合区、矿化气泡输运区和非目的矿粒沉降分离区三个区域:基于多相流基本理论和矿浆一气泡的流动特征,忽略浮选药剂对矿浆与气泡的作用,对大型机械搅拌充气式浮选机内部多相流动进行了深入研究,提出了采用混合多相流模型和弧晖牧髂P投愿⊙』诓苛鞒〗忻枋觯采用上述模型和方法,利用软件对透⊙』种不同叶轮结构情况下的浮选机内部多相流进行了流场数值模拟与分析,获得了叶轮结构对浮选机内流特性的影响规律以及与浮选动力学参数之间的关系。关键词:浮选机,叶轮结构,内部流场分析,气一固一液三相流,数值模拟硕十学何论文皇舅舅曼罡置曼皇曼皇曼曼曼舅舅曼净事事鼍曼
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日期:矽年/月//日叩习/.‘罗兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明¨∥原创性声明学位论文版权使用授权书得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名导师签名日日月月年年期期
,至近已有嗄甑睦罚浞⒄十分迅速。浮选方法现已成为世界上选别矿物原料的最主要的方法之一,它不仅用于分选金属矿物和非金属矿物,还广泛用于冶金、造纸、农业、食品、医药、微生物、环保等行业的许多原料、产品或废弃物的回收、分离、提纯等。据粗略估计,世界上有色金属矿物的回收约%以上是采用浮选法,而在黑色金属矿物浮选机是矿物加工领域中最重要选别设备之一【。机械搅拌充气式浮选机是实现矿物分选应用最广泛的物理手段,主要应用于矿业、煤炭、水处理、有色金属、造纸等行业,其最显著的特点是机械驱动叶轮搅拌矿浆,并将进入的空气分散成小气泡【】。浮选机的工作介质是气一固一液三相混合流体,其内部流动非常复杂,研究工作的难度很大。目前对浮选机内部流场的研究主要是基于清水介质,采用实验测定的方法,这种方法虽然直观、方便,但是只能对清水介质进行测定,对气一固一液的三相混合流体无法进行测定。此外,浮选机在实际运行中主要存在着液面翻花,矿浆短路,泡沫层厚度不稳定,矿物回收率较低等问题。这些问题的存在说明人们对浮选机内部的流动规律还没有掌握,尤其是对内部气一固一液三相流场的认识不充分,所以从改善浮选机运行状况、减少浮选机运行管理成本和节约能源角度讲,提高浮选机的效率、提高其运行的可靠性是十分必要的,进一步研究浮选机的内部流场就显得很有意义。叶轮是浮选机的重要部件,甚至可以说是浮选机的心脏部位,浮选机性能的好坏在很大程度上取决于叶轮的设计是否合理,而叶轮叶片的进出口安放角、叶轮叶片的形状等叶轮结构参数和叶轮的浸没深度对浮选机性能的好坏具有决定性的影响。对于浮选机来说,如果其叶轮设计不当,不仅会影响叶轮的水动力特性,而且还会使浮选机的性能达不到预期的标准,甚至会导致浮选机