CFD模拟旋风分离器自然旋风长

利用计算流体力学软件Flowizard对不同结构尺寸的旋风分离器气相流场进行数值模拟采用分离器锥体段中心湍动能峰值定位自然旋风长的方法，分析了入口面积、芯管下口直径、下溢口直径和锥体段长度对自然旋风长的影响。拓展了分离器内部流场由多个自然转折旋风串联的概念。通过增加锥体段长度和入口风速来实现旋风串联、多级分离的效果，延长自然旋风长，有益于提高分离效率。     

基于响应曲面法的旋风分离器排气管优化研究

目前针对旋风分离器排气管的研究主要为排气管直径与内伸长度,为进一步优化排气管对旋风分离器性能的影响,基于计算流体动力学的数值模拟方法,应用雷诺应力模型、离散相DPM模型对Stairmand旋风分离器内部流场进行模拟,并采用响应曲面法对变量和目标函数进行优化设计分析。结果表明:当D_e/D=0.75、D_c/D=0.485、S/D=1.130时,分离效率较优化前增加了 4.72个百分点,压降较优化前降低了 6.27%,内部流场更加稳定,优化后的结构对2～4 μm粒径:的分离效率提高显著,4～10 μm各粒径的分离效率均在95%以上,对呼吸尘旋风分离器的结构优化具有参考价值。     

基于RSM的呼吸性粉尘旋风分离器分离效能数值模拟研究

为研究满足BMRC曲线的呼吸性粉尘旋风分离器,利用流体力学软件Fluent 6.3对不同结构尺寸旋风分离器内部流场进行数值模拟,并基于响应曲面法、利用统计软件Design-Expert得到了呼吸性粉尘旋风分离器分离效能二次多项式预测模型。通过方差分析及回归方程系数显著性检验可知呼吸性粉尘旋风分离器筒体高度、排气管直径及插入深度对其分离效能有显著影响。根据预测模型加工旋风分离器样件并作实测验证,发现样件分离效能与BMRC曲线标准差为3.16%,小于5%。使用响应曲面法研究呼吸性粉尘旋风分离器分离效能可提高设计效率,保证计算模型可靠性,同时为满足EN481,PM10及PM2.5分离器的设计提供参考。     

α 型旋风分离器放大效应的数值分析

旋风分离器放大效应显著,是影响其分离效率和压降的重要因素。利用ANSYS软件,对经过几何相似放大的筒体直径分别为80、150、240、320、450和1 000 mm的α型旋风分离器进行数值模拟,气相采用RSM模型,颗粒相采用DPM模型。结果表明:旋风分离器尺寸按几何相似放大后,在相同进口气速下,随着旋风分离器筒径的增大,切向速度、静压和湍动能均呈增大趋势;轴向速度分布由倒V形变为倒W形,不利于颗粒的分离。颗粒运动数值模拟与分离效率试验结果均表明:α型旋风分离器经过几何相似放大,筒体直径越大,颗粒运动轨迹更加紊乱,分离效率越低;旋风分离器放大效应对直径20μm以上颗粒分离效率的影响不大,对直径10μm以下颗粒的分离效率影响显著。     

Research on the Operating Mechanism of Axial Vortex Separator and the Optimal Cone Angle of Barrel

为了研究轴向涡流分离器的结构和分离机理,促进该技术在国内的推广应用,采用涡动力学对轴向涡流分离器机筒内液体的流动情况进行研究,分析了不同转速、分流比下机筒锥角对切向速度和分离效率的影响。分别采用非结构网格和结构网格对轴向涡流分离器物理模型进行网格划分,取模型网格数量为140万个。模拟结果表明,当机筒锥角为10°时,机筒内液体的涡流半径最小而平均切向速度最大;安装有10°锥角机筒的轴向涡流分离器最佳转毂转速范围是3 100～4 300 r/min,在此转速范围内运行时分离器分离效率可达90%以上。     

φ2100×3000型球磨机空腔壁磨损原因及处理

我厂使用φ2100×3000湿式格子型球磨机对矿石进行粉磨,从进料部的结构示意图1来看,进料衬套是矿石颗粒直接进入球磨机筒体内的进料口,属于易损件。球磨机端盖和进料衬套都有一个60°的锥面,二者装配后便形成一个密封锥面,该锥面是用来防止筒体中的矿浆进入到空腔内,避免矿浆磨损空腔壁。但是在实际操作过程中,发现筒体中的部分矿浆会流入到空腔内,使空腔壁受到严重磨损。1空腔壁磨损原因空腔壁磨损的原因主要有2个方面:一方面是球磨机端盖与进料衬套联接松动。从设计资料得知,进料衬套与球磨机端盖装配如图1中的箭头A、箭头B所示,为间隙配…     

磨机进料及密封装置的改进

我厂有磨机2．2X5．5m2台和2．2X6．5m2台，进料装置和进料螺旋简之间均采用羊毛毡垫密封，见图1。由于进料装置是固定的，进料螺旋筒是转动的，两者之间有相对运动，加上进料管与螺旋筒间隙较大，毛毡极易磨损，使密封遭到破坏。尤其是进料装置和进料螺旋筒的加工和安装精度不可避免地存在误差，造成配合部分形成椭圆和偏心等，更加剧了密封损坏。磨内粉尘大量外溢，影响环境卫生和设备使用寿命。为此，我厂对磨机进料螺旋筒和密封装置进行了改进，改进后的进料螺旋筒和密封装置见图2。改进方法是：1．加高进料口中空轴内螺旋筒叶片，由叶…     

螺旋式旋风分离器分离性能影响因素的数值分析

借助FULENT软件,对颗粒相的操作条件及螺旋式旋风分离器的几何参数与其分离性能的关系,进行了模拟研究,结果显示颗粒的初始位置、入射速度、颗粒粒径大小及分离器的排气管直径d1、阿基米德螺旋线系数κ、分离区高度h1均对其分离性能产生较大影响,而排气管高度h影响较小。     

旋风分离器在褐煤干燥提质中的数值模拟

为了提高旋风分离器在褐煤干燥提质中的工作效率,采用正交试验的方法,选择旋风分离器的入口速度、排气管外延伸长度、褐煤粒径3个参数为因素,每个因素取3个水平,选取L_9(3~4)正交表得到9组方案。运用FLUENT15.0软件对旋风分离器的流场进行数值模拟,并以褐煤最优分离效率为指标,由极差综合分析法得出入口速度是影响褐煤干燥提质的主要因素及旋风分离器的入口速度、排气管外延伸长度、褐煤粒径的最优组合。     

小气旋除尘过程的气固两相流研究

气旋装置作为一种重要的气固分离设备,被广泛应用于矿山、环保等领域的工业除尘。气旋装置结构设计直接影响其除尘效率。设计了一种小型气旋装置旨在为矿工个体防护提供帮助,基于CFD-DPM方法,对气旋装置的旋风分离过程进行了系列模拟与相关实验研究,考察了气旋装置中气相场的时空分布与粉尘在气旋装置内的分布特征,研究结果表明：含尘气流在气旋装置中形成了主流方向不同的内外旋流流场结构;排气管下口处存在“短路流”,圆锥形筒体部分出现了明显的“摆尾”现象;径向上的动压分布曲线呈明显的“驼峰”形分布,不同粒径的粉尘在气旋装置中的时空分布和运动轨迹存在明显的差异;该气旋装置对粉尘的捕集率随颗粒粒径的增大而增加;排气管高度对捕集率影响显著。     

基于DPM-CFD的旋风除尘器内部流场数值分析

采用离散相模型对旋风除尘器内部气固两相流场的分布特性进行数值模拟分析。模拟结果表明:粉尘颗粒的运动具有很强的随机性,上尘环和局部涡流始终存在,在除尘器圆筒壁面和中心管之间的区域以及中心管底部下方的区域都形成了环形的纵向涡流,中心管底部下方区域和中心管的进口区域湍动能和湍动能耗散率最大,中心管长度是影响旋风除尘器内部流场的一个重要参数。此外,对中心管的长度做了最优化设计,为旋风除尘器的结构优化设计和重点研究方向提供了借鉴和依据。     

细粉物料干式磁选机的国内发展现状

与湿式磁选相比,干式磁选具有节省水资源、选矿流程短、设备投资少、占地面积少、选矿成本低等优势。我国的铁矿资源品位越来越低、嵌布粒度细,亟需开发细粒级物料干式磁选机。本文根据现有各种型式干式磁选机的结构和工作原理将其分为磁重联合干式磁选机、直接给料风重磁联合干选机、风力送料干式磁选机等几类。磁重联合干式磁选机主要有固定磁系筒型干式磁选机、干式对辊强磁选机、带式旋转磁场干式磁选机、双环形移动磁系干式磁选机、干法强磁板式磁选机、干法筛式强磁选机、振动高梯度干式磁选机等典型型式。直接给料风重磁联合干选机主要有风力滚筒干式磁选机、风力带式干法磁选机、筒式流态化干式磁选机、三级干式永磁筒式磁选机、风磁耦合干式磁选机、干式风力磁选机、风重磁联合力场磁选机等典型型式。风力送料干式磁选机主要有风力送料板式磁选机、新型干式风磁联合磁选机、干式风力永磁精选矿机、风力给料干式永磁磁选机等型式。论文对以上20余种干式磁选机的结构、磁选原理、特点、适用范围等进行了介绍,并对各类干式磁选机的优势和劣势进行了分析。     

松软地层水平管棚工艺参数的研究

通过对管棚的几何关系和承受的地压分析,应用编程计算,可得到不同工程条件和地质条件下管棚的长度、管径、间距、仰角和掘进步距等施工参数的计算值,按此方法指导的水平管棚设计施工在北京地铁复八线和热力管道工程中取得了良好的效果。     

三产品永磁立式精选机的研制与应用试验

针对传统湿式弱磁选机所存在的磁性夹杂和机械夹杂问题,研制了一种三产品永磁立式精选机。该机主要由上部给矿系统,立式外筒,带旋转磁系的立式弱磁内筒,立于内外筒之间、筛面垂直于圆筒表面的格筛,位于外筒上部的溢流槽,位于外筒下部的反冲洗水管、中矿排放口、精矿排放口,机架,传动与控制系统等组成,其分选原理是：在旋转磁系的作用下,处于内外筒之间分选区内的物料将进行离心圆周运动,磁性夹杂和机械夹杂的聚团在撞击格筛时被打散,磁铁矿单体颗粒在磁力和重力的作用下朝磁系方向运动并逐渐进入精矿槽,连生体颗粒在离心力和重力的作用下背离磁系方向运动并逐渐进入中矿槽,非磁性脉石颗粒在反冲洗水的作用下进入溢流槽成为尾矿。采用该机对南芬选矿厂铁品位为65.35%的磁选柱给矿进行精选试验,所获最终铁精矿的铁品位达68.78%,与现场所用磁选柱所获最终铁精矿的铁品位相当,同时可获得作业产率为10.89%、铁品位为49.08%的中矿和作业产率为2.97%、铁品位为25.54%的尾矿。试验结果说明三产品永磁立式精选机的设计思路是可行的,但尾矿铁品位偏高,需要通过进一步研究加以改进。     

变距螺旋管式油水分离器结构参数优化设计研究

螺旋管式分离器由于结构简单、经济高效被广泛应用于石油、化工及环境工程领域的不互溶介质分离,但不同的混合介质在螺旋管内分离对离心力要求不同,目前螺旋管结构针对密度差较小的介质分离需不断提高入口压力,以期获得更高的离心力但同时也增大了处理能耗。如何通过结构改进增强螺旋管对预分离介质的普适性,从而进一步提高螺旋管式分离器的油水分离精度,对有效降低油水分离成本,简化处理工艺尤为重要。本文为了进一步提高现行螺旋管式油水分离器的油水分离精度,改变螺旋管的螺距分布,提出了一种变距螺旋管式油水分离器结构,并采用正交试验与计算流体动力学(CFD)相结合的方法,对变距螺旋管式油水分离器的主要结构参数进行优化设计,对正交试验结果进行直观分析及方差分析,获得了最佳的结构参数配比,得出最佳螺旋管锥角为5°、最佳螺旋管圈数为7、最佳溢流管直径为70mm。优化后的结构油水分离效率由初始结构的49.4%提高到了57.34%。对优化前后的变距螺旋管结构进行数值模拟分析,得出不同入口流量及不同分流比条件下,两种结构的分离效率,结果表明在处理量变化范围2～5m3/h内,分流比在5%～35%范围内,且随着入口流量的增大油水分离效率呈明显的升高趋势,优化后螺旋分离器最佳分流比为20%,优化后的螺旋分离器结构的油水分离效率得到明显提升。     

分体式矿井排风余热回收井口防冻系统应用探究

矿井排风中蕴含丰富的低温热能,非极端天气条件下通常利用矿井排风中的低温余热就能够满足井口防冻的用热需求。为了利用矿井排风中的热量解决井口防冻用热问题,提出采用分体式余热回收利用系统。介绍了系统的形式,并以太原市西铭冀家沟煤矿具体的项目为例,进行了系统配置分析。该系统的初投资和运行费用较低,环境效益和经济效益良好,为解决矿井防冻问题提供了一种新方法。     

基于颗粒简化动力学方程的液固分选流化床数学模型

利用四阶Runge-Kutta法求解了液固分选流化床内颗粒的简化动力学方程,得到了颗粒速度和位移等随时间变化关系,并搭建了流化试验系统,验证了颗粒简化动力学方程的准确性,其预测的颗粒干扰沉降末速相对偏差基本可控制在5%以内。建立了基于该简化动力学方程的液固分选流化床数学模型,与试验分选结果相比,各密度级颗粒分配率的均方根误差为5.05。利用该模型探究了入料速率对颗粒分离结果的影响,发现入料速率增大导致的床层有效密度与实际分选密度比值减小是该过程中液固流化床分选效率降低的原因。     

改进型横管式导流旋流分离装置的实验测试

在对煤矿气动系统用横管式旋流分离装置流型显示实验的基础上,改进分离装置中旋流叶轮结构和外形结构,实验测试改进型横管式导流旋流分离装置压降降低约30%,分离效率提高2.2%。     

螺旋分选机分选细粒煤的试验研究

为研究螺旋分选机对细粒煤的分选效果,采用实验室BL600螺旋分选机对粒度级为0～1 mm古交矿区8#煤进行了分选试验,通过对其分选效果、影响因素分析,探讨了螺旋分选机分选此种煤的可行性。