两种水力旋流器速度场的研究

水封式水力旋流器(离旋器)为一种新型的高效率分级设备,以其柱体部分的薄导流层及水封沉砂口而区别于普通水力旋流器。本文采用激光测速的方法,对水封式水力旋流器及普通水力旋流器的速度场进行了系统测定,得出了两种水力旋流器在速度场分布规律原则上相似的前提下,具有一系列重要差别的结论。水封式水力旋流器中心液柱的存在,柱体部分的单环流动,锥体部分的轴向零速楔形过度区,更强烈的离心旋转等都与普通水力旋流器明显不同,并对分级过程产生重要影响。研究表明,某些已被广泛引用的关于普通水力旋流器速度场的结论尚可商榷。本文还通过对实测数据的数学处理,给出了两种水力旋流器三维速度的数学表达式:其中u_t,u_z,u_r分别为切向、轴向及径向速度;r为半径;n,k,a,b,m,C均为随轴向位置而变化的参数。上述的轴向及径向速度的经验公式在同类研究中尚不多见。     

水力旋流器内空气柱直径的研究

探讨了不同排料方式下的水力旋流器的溢流口直径和压力降对空气柱直径的影响，分析了水封式水力旋流器底流背压、溢流背压及系统压力对空气柱直径的影响规律。可作为水力旋流器内空气柱的操作控制及改善水力旋流器工作性能的依据。     

基于CFD模拟的蜗壳式旋流器的研究及应用

采用计算流体动力学软件对蜗壳式旋流器进行气相数值模拟和气固两相流数值模拟,深入研究了旋流器的内部流场分布和颗粒运动轨迹,得到蜗壳式旋流器内部流场速度和压力分布规律。将蜗壳式旋流器应用到松软煤层空气钻进除尘和泡沫钻进消泡工艺中,取得了良好的使用效果。     

水力旋流器入料控制系统的探讨

 水力旋流器在选煤厂应用很普遍,但都存在由于给料压力不稳定造成的分级效果差的现象。本文通过分析梁北选煤厂水力旋流器分级效果差的原因,提出在入料泵上增加变频器和压力控制系统,来实现水力旋流器入料压力的稳定控制。通过梁北选煤厂工业应用,水力旋流器的分级效率提高13.41%,效果得到明显提高,泵的能耗降低了25%,优化了整个生产工艺。     

多粒级分级旋流器的初步研制

研制成多粒级分级旋流器。该设备结构独特,旋转流场具有准强制涡特性,其三维速度分布与普通旋流器速度场不同,但压力分布规律一致。试验表明,该设备有满意的多粒级分级功能,且分级效果良好。     

新型两产品旋流器流场模拟及试验研究

传统的重介质旋流器工作时,内部存在一个不断摆动的空气柱,影响分选精度并消耗大量能量,从根本上限制了旋流器技术向低能耗、高效化发展。利用Fluent软件对一种新型两产品重介质旋流器的压力场、密度场、三维速度场和流体运动轨迹进行了数值模拟,从理论上分析该新型重介质旋流器实现矿物分选的可能性。结果表明:由CFD软件给出的流体流动的细节,如压力场、速度场、密度分布等特性均符合流场分布规律,后续的试验也证明了该新型重介质旋流器可以实现矿物的有效分选,且弱化了空气柱带来的不利影响,降低了能耗。     

双涡流旋流器

为了对比双涡流旋流器与普通旋流器的性能,在芬兰赫尔辛基工学院进行了试验研究。首先在学院实验室进行了半工业试验,随后在芬兰中部锡林贾维(siilin jarvi)矿山进行了工业试验。物料为具有不同粒度分布和流动性质的矿浆。根据试验结果可以明显看出,双涡流旋流器(本文中称为TC旋流器)在一些方面优越于普通旋流器。     

电控恒水位水封式防爆器的设计

介绍了几种普通常用的水封式防爆器,根据它们目前存在的不足,设计并制作了一种新型的水封式防爆器,该水封式防爆器是通过液位开关来控制电磁阀加水,具有无需人工加水、加水速度快、运行稳定、寿命长等优点。     

基于新给料方式的重介质旋流器流场的研究

针对目前重介质旋流器导向筒段湍流及转向突变较大的问题,设计出入口向底流端倾斜的新给料方式重介质旋流器。在PIV试验研究的基础上,在FLUENT中选用RSM模型对新给料方式重介质旋流器的流场进行了数值模拟。试验和模拟结果表明,在相同给料压力下,新给料方式旋流器相比传统给料方式旋流器,在相同横截面处切向速度增大,中心负压减小,这表明该给料方式可以有效降低旋流器内的能耗,有利于增大旋流器的离心系数,提高分选效率。     

重介质旋流器内空气柱与能耗关系的研究

应用计算流体力学应用软件Fluent对重介质旋流器内能耗大的空气柱进行了模拟研究,得出了重介质旋流器的节能降耗不能采用水力旋流器加固棒的方法实现。为了降低能耗,在重介质旋流器设计时可以通过合理的结构参数设计把空气柱控制到最小,以达到节能降耗的目的。     

无压给料三产品重介质旋流器的节能优化设计实践

介绍了重介质旋流器选煤在当前煤炭洗选行业中的重要地位,针对重介质选煤生产中能耗的问题,从工作压力、悬浮液密度等方面对旋流器进行了探讨,从根本上提出了相应的节能优化设计方案,并对其进行了现场验证分析,从而推动了重介质旋流器选煤技术装备的发展。     

DWP重介质旋流器流场的数值模拟

选用雷诺应力湍流计算模型（RSM），对两种直径为1 300 mm的DWP型重介质旋流器的流场进行了数值模拟，并对结构参数和能耗进行了研究.对流场三维速度、压强、密度和空气柱的数值模拟研究表明，在旋流器内存在短路流现象；双入介DWP旋流器分选效果优于单入介DWP旋流器，处理能力高于单入介DWP旋流器，能耗比单入介DWP旋流器减少33%.     

新型三产品重介质旋流器的模拟研究

利用Fluent软件,采用RSM湍流模型和Mixture多相流模型,对一种新型的三产品重介质旋流器的流场进行模拟研究。通过对旋流器内部压力场、密度场和速度场分布情况的研究,从理论上分析该新型旋流器实现矿物分选的可能性。模拟结果表明,该新型三产品重介质旋流器的流场分布符合传统旋流器的分布规律,能够实现矿物的有效分选。     

砂泵水封

目前砂泵种类繁多,为了不使砂浆不从轴颈流出,几乎都有水封装置,均引高压水进入作为水封,各泵房几乎均配有水封泵,耗能较多。其能耗与水量、水压及选用的水封泵型有直接关系。水封水量与砂泵型号、水封间隙大小及压差大小有关。老砂泵耗水耗能量都很大,水封水压压差越大,水封水耗量也越大,能耗也就越多;水压过高及水封泵选型不当,都会使能耗增大。铜山矿选硫砂泵站标高 60米,生产水池水面标高 125米该泵房原有5台4(1)/2PSJ衬     

水位自动控制式水封阻火泄爆装置设计

基于煤矿瓦斯管道输送安全的重要性,设计一种能够自动补水、排水的水封式阻火泄爆装置,装置具备防回火、泄爆及人工、自动双补水功能,装置强度设计满足公称压力≥1 MPa,水封高度设计50 mm,泄爆片设计泄爆压力0.09 MPa,水位自动控制式水封式阻火泄爆装置无须人员定期观察及补水,弥补了人工补水式水封阻火泄爆装置的不足。     

新型水力旋流器的试验研究及工作原理

研制出一种加冲洗水圆筒圆锥筒式水力旋流器, 并对其分级性能进行了讨论。结果表明, 它可以在稳定底流浓度和操作的情况下, 显著提高分级效率。其最大分级效率可达 87.71%, 分别比普通圆筒圆锥筒式水力旋流器和普通圆筒式水力旋流器提高12.77%和15.50%。运用水力旋流器的流场理论对其分级原理进行了探讨。     

基于正交设计与计算流体动力学模拟的双锥旋流器锥体设计研究

基于正交试验设计与计算流体动力学模拟,研究了双锥旋流器上、下锥段锥角及接口直径变化对旋流器能耗及分离粒度的影响。方差分析结果表明,本研究范围内,这三个锥体结构参数的变化对旋流器能耗基本无影响。小锥角对分离粒度的影响是高度显著的,接口直径对分离粒度的影响是显著的。综合分析可知,随着小锥段锥角变小,上、下锥段接口直径变大,分离粒度将显著减小。此结果可以作为双锥旋流器结构优化的参考。     

基于数值模拟的改进型旋流器流场研究

旋流器是一种高效低耗的分离设备,在工业领域中具有广泛的应用。以数值模拟为研究手段,运用计算流体力学软件(FLUENT)研究改进型旋流器的内部流场特性,重点对旋流器结构造型的改变所造成的内部速度场和压力场的分布规律进行了研究,分析了旋流场内部循环流和盖下流的分布特征,进而掌握旋流场内部规律的本质。为改进型旋流器的开发和设计奠定了基础,有利于数值模拟技术在产品造型设计中的推广。     

对一种新型旋流器入料结构的探索与研究

以旋流器不同的入料结构对内部流场与分选效果的影响为切入点,研究并分析了螺旋入料结构的优缺点。利用三维仿真分析软件对比两种入料结构中旋流器内部压力分布、速度分布、密度分布以及综合其结构的特点分析,研究表明:相比其他入料结构,螺旋入料结构具有流场稳定性好、分选精度高、节能高效、使用寿命长等优点,为新结构旋流器在选矿领域的应用提供了理论与技术支持。     

单、双溢流管旋流器流场特征及分离性能研究

普通旋流器完成一次分级只能得到细颗粒的溢流和粗颗粒的底流,无法实现窄粒级精细分级要求。为了使一次分级可以获得多个细粒径、窄粒级产品,提出了一种双溢流管旋流器,为探明旋流器内流场特 征及分离性能,采用数值模拟和试验研究对比研究了双溢流管旋流器和普通单溢流管旋流器内速度场、压力场、粒度场及分离性能。数值模拟结果表明：具有双溢流管结构的旋流器经过一次分离可以获取内溢流、外 溢流和底流3种粒级产品。相比于单溢流管旋流器,双溢流管旋流器的切向速度和内部静压力更大;径向速度、轴向速度和湍动能更小,说明双溢流管旋流器可以强化分离过程,有利于分离性能的提高。试验验证结果 表明：相较于单溢流管旋流器,双溢流管旋流器底流浓度降低了8.3个百分点,底流产率增大了3.25个百分点,内外溢流产品中-45 μm的颗粒累积含量增加了1.15个百分点,综合分级效率提高了1.26个百分点。研究 结果可为多产品窄粒级旋流分离装备及工艺的研发提供一定的参考。