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在浮选工艺中,浮选机的性能对浮选指标和浮选效率有着至关重要的影响,而浮选机内物料的停留时间分布是浮选机性能的重要表现之一。由于浮选机内固-液-气三相流动复杂,很难直接进行数学求解,而使用实验方法得到数据不全面并且会耗费大量的时间和成本。本文利用基本多相流理论和计算流体力学的方法,对KYF-0.2浮选机内矿浆的停留时间分布进行了数值模拟,考察了浮选机的叶轮转速、矿浆流量、矿浆浓度、粒度等参数对矿浆停留时间分布的影响,也对浮选机内短路和停滞区现象作出一定分析。本文的主要研究内容包括:1) 将实际的物理模型进行简化和合理的假设,并使用欧拉-欧拉多项模型、k-ε湍流模型、WenYu曳力模型等,建立了起了KYF-0.2浮选机内部矿浆的流动模型;2) 对单相流和固液两相流在浮选机内部流动过程进行了模拟,得到了矿浆在浮选机内的停留时间分布,分析并研究了固相及液相在整个浮选机中的流动规律;3) 根据得到的停留时间分布,建立了合适停留时间分布模型对其进行了研究,对流动中可能存在的短路和停滞区情况进了相关描述和解释;4) 考察了叶轮转速对于矿浆停留时间分布的影响。模拟结果表明,叶轮转速的提高对于单相流停留时间影响不大,这可能是由于在转速达到200rpm后已经建立了较为完整的流场,而在两相流中对于固相停留时间有一定影响,转速从200rpm增大到300rpm,固相平均停留时间由102s提升至164s,短路和停滞区比率有所改善;5)考察了矿浆流量对于对于停留时间分布的影响。模拟结果表明,矿浆流量减半后,单相流上循环中心可能形成流速较缓慢区域,无量纲平均停留时间由0.89将至0.85。在两相流中,固体颗粒则可能由于流出速度减慢,停滞区现象有所好转,无量纲平均停留时间由0.64提升至0.78。6) 考察了矿浆浓度和颗粒粒度对两相流固相停留时间分布的影响。模拟结果表明,矿浆浓度从12%提升至18%,固相平均停留时间从164s下降至153s。而当颗粒粒度从0.074mm增大到0.15mm后,平均停留时间从164s下滑至118s,存在着较为严重的停滞区。7) 对固-液-气三相流停留时间分布进行了初步的探索。模拟结果表明,气泡的平均停留时间在2s左右,并且停留时间基本一致。气泡的存在对于固相的停留时间有一定影响但与实际有一定区别,原因可能是模型设置不完善、气含率过高造成的轴功率降低、模拟步长的选择等等。具体还有待进一步讨论和实验的验证。