旋流-静态浮选柱管流段的两相流数值模拟

对旋流-静态微泡浮选柱的管流段进行了三维气液两相数值计算,并对其长度进行了优化,计算结果和工业试验的结果一致。结果表明：欧拉多相流模型可以较为准确地计算管流段的 气-液 两相流动;鉴于管流段的细粒级入料特性,使用紊流动能k来定性地评价此单元在不同长度下矿化效果的方法是可行的;管长不影响紊流动能k的极大值,总紊流动能值和管长成对数关系,前期增长幅度较大,延长至一定长度后紊流动能增加不明显,对研究对象管长取2.5 m较为合适。在铝土矿浮选的工业试验中,管段长度从0.3 m延长至2.5 m后,氧化铝的回收率提高了2.79%。     

旋流-静态微泡浮选柱浮选萤石的影响因素分析

旋流-静态微泡浮选柱是一种高效微细粒分选设备,通过逆流矿化、旋流矿化、管流矿化3种矿化方式有序集成,形成高效矿化方式,提高了回收能力。微泡浮选柱分选技术在矿物分选应用中,影响选别指标的因素很多,包括磨矿细度、矿浆浓度、矿浆温度、药剂制度、水质、浮选流程以及浮选柱本身的工作参数。针对低品位难选萤石矿,采用φ50 mm有机玻璃制作的实验室用旋流-静态微泡浮选柱进行分选,讨论了调浆时间、给料速度、循环泵工作压力、充气量和喷淋水等因素对萤石浮选效果影响的试验结果。     

管段高紊流强化煤泥柱浮选的应用及作用机理

为了强化煤泥的柱浮选与细粒级回收,调整了旋流-静态微泡浮选床的管流段长度,分析了不同管流段长度下的煤泥浮选效果、产品特性和承载能力变化规律,并结合流体动力学和浮选动力学理论探讨了其强化作用机理。结果表明:管流段长度由1.5 m延长至3.0 m后,在精煤灰分相当的情况下,精煤可燃体回收率提高6.46%;细粒级0.074~0.045 mm和0.045 mm回收率分别提高7.96%和8.41%,设备承载能力提高0.09 t/(h·m2);同时各自增幅都随入料干煤泥量的增加逐渐变大。管流段延长可以增大管流段的紊流动能值,提高颗粒-气泡的碰撞速率,促进整体浮选指标的提升。     

旋流—静态微泡柱分选方法及应用(之三) 射流微泡与管流矿化的研究

旋流—静态微泡柱分离方法采用射流充气方式,形成射流微泡。通过在气泡发生器后加一个矿化管段,形成了管流矿化。气泡发生器与矿化管段共同构成了旋流—静态微泡柱分离方法的管浮选装置。在完成充气的同时,管浮选装置主要用于矿化经过柱分离与旋流分离形成的循环中矿。1　射流充气原理与过程(图1)采用射流原理的气泡发生器结构包括:喷嘴、吸气室、喉管、喉管进口段、扩散管五部分。旋流—静态微泡柱分离方法采用循环矿浆(或入料原矿)作为射流工作介质,经过加压(压力在0.2MPa左右)的工作介质由喷嘴喷出后形成高速射流,其射流运动分成三部分:…     

浮选柱充填方式及其优化

分析了最常用的填料充填与筛板充填两种方式对浮选环境的作用,并指出：筛板充填整合了浮选柱内的流态和矿化环境,具有稳定气泡、提高浮选和矿化效率的作用.试验结果表明,柱体灰分梯度由充填前的1.62%/m提高到6.80%/m;填料充填可“清洗”泡沫层,降低精煤灰分,稳定泡沫层.提出了在浮选柱中下部采用筛板充填和精选泡沫区采用填料充填的混合充填方式,使浮选柱内真正形成符合矿物分选过程非线性变化的两种分选环境.通过充填方式的优化,提出了筛板充填和蜂窝管充填的混合充填方式.模拟结果表明：蜂窝管的强制性抑制使浮选柱内第2筛板高度处流体的径向分散完全消失,轴向速度已经基本平稳,实现了在较短距离内流体从紊流迅速过渡到“塞流”.     

浮选柱旋流段入料方式对流场的影响

基于CFD方法,采用RSM湍流模型,对实验室旋流-静态微泡浮选柱进行了单相流数值模拟研究,通过PIV实验验证了数值模拟结果与实验一致,并在此基础上研究了循环流量和旋流段入料方式对流场的影响。结果表明:随着循环流量的增加,旋流倒锥段和柱浮选段内的轴向速度和切向速度均增大,循环量一定时,随着入射角度的增大,旋流倒锥段内轴向速度逐渐由"W"形向"U"形转变,切向速度呈下降趋势,柱浮选段内轴向速度和切向速度均降低,当入射角为90°时降低最明显,切向速度基本降至0m/s,旋流倒锥段内湍流耗散率随着入射角的增大而增大。入射角较低时,增大角度可增加微细粒矿物和粗粒级矿物的浮选概率,其中入射角为60°时最佳,继续增加入射角度,旋流矿化方式转变为管流矿化方式,不利于旋流段按粒度差和密度差分选,从而降低分选效率。     

选矿浓密过程优化控制技术研究

浓密过程控制具有复杂性,受不同条件限制,典型的控制方法往往达不到理想的控制效果。针对以上问题和浓密过程生产特点,本文研究的浓密过程优化控制分别从设备、生产和控制等三个层面整体实施,对浓密过程优化控制研究包括浓密机运行安全监测、浓密机内部状态预测和浓密机底流优化控制策略,工业应用效果良好,满足生产要求。     

考虑温度影响的充填料浆水平管流特性研究

为探究不同温度下充填料浆水平管流特性,开展了流变实验以获取不同温度下充填料浆流变参数,基于流体力学理论提出了充填料浆管道输送基本假设,利用COMSOL软件建立水平管道模型,分析了温度对料浆流态、流速、管道压力及管输阻力的影响.结果表明,温度升高,充填料浆塑性黏度和屈服应力降低;料浆在管道输送过程中壁面附近呈剪切流动,中...     

高尾矿坝塔式进口竖井排洪道的泄流能力

介绍了用于高尾矿坝的具有圆形框架式进水塔的竖井排洪道泄流能力模型试验研究，基于大量试验资料，考查了影响泄流能力的几何边界条件和水力因素，给出了这种排洪道以环形堰流、孔流、孔堰多层流以及有压管流等各种流态运行时泄流能力计算公式。     

基于Fuller级配理论的膏体管道输送减阻技术研究

针对膏体充填的物料配比问题,通过分析膏体内部结构的物质组成,提出物料密实度越大膏体流动性越好;采用Fuller理论对某铜矿充填物料的级配特性进行分析,考察了级配指数n随物料配比的变化规律;开展膏体塌落度、流变特性实验,采用白金汉公式对膏体管流阻力进行理论计算。结果表明：该铜矿膏体中全尾砂∶水淬渣=3∶2时,物料密实度较大,最利于其管道输送;质量分数72 %,管径150 mm,流量60 m³/h的工况条件下,水淬渣掺量40%时的管流阻力为2.46 MPa/km,与全尾砂膏体管流阻力3.65 MPa/km相比,减阻率达32.6%,说明级配优化后膏体管流阻力明显降低。     

盐水流量对冻结器热交换系数的影响

随着科技的进步,在冻结凿井领域提出了控制冻结技术。冻结器冷冻效率受多种因素影响,包括土层性质、冻结管直径、冻结孔间距、冻结时间、盐水温度及盐水流量。分析了冻结器单孔流量对热交换系数的影响研究得出:调节冻结器单孔流量可以改变其热交换系数,实现冻结过程的有效控制,可以为以后冻结控制技术的实施提供参考。     

深海采矿中继站底部Y形管流动状态研究

针对深海采矿泵管输送试验系统中Y形管内流场复杂和矿石泄露风险等问题,采用CFD-DEM方法,对不同速度、不同体积浓度和不同粒径的矿石颗粒进行数值模拟计算,分析了Y形管内颗粒群的运动特性和流场分布规律。结果表明,Y形管内流场分布受弯管曲率和Y形管入口流量分配影响;颗粒群在弯管内贴壁流动,受到上升流作用后颗粒向上偏移;当上升流流速不足、颗粒体积浓度高及颗粒粒径较大时,会造成颗粒沿着底部管道流失,随着上升流速减小、颗粒体积浓度增大及颗粒粒径增大,颗粒通过底部管道流失不断增大;颗粒流的存在导致Y形管内低压漩涡区强度和尺度均减弱。     

圆管螺旋流形成原理及导叶式局部起旋器的设计

分析了物料浆体管道输送圆管螺旋流的形成机理,探讨了圆管螺旋流的生成方式及导叶式起旋器的结构设计,并推导出导叶式局部起旋器起旋强度的计算公式。     

深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流当地浓度的研究

针对深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流提升大洋锰结核颗粒的当地浓度受多种因素影响的问题,基于欧拉-欧拉理论模型,选用SIMPLE算法和RNGk-ε湍流模型,以含有锰结核颗粒的海水为流动介质,对扬矿硬管内液固两相流进行数值模拟,分析了管道、物料和浆体的特性等因素对颗粒当地浓度的影响规律。结果表明：不同工况条件下,管道内径、锰结核颗粒粒径、颗粒密度、提升角速度、提升浓度的增大均有助于提高颗粒的当地浓度,进而有利于提高颗粒的输送效率;过大的提升速度将会抑制断面上颗粒当地浓度的提高,从而降低颗粒的输送效率和提升能力;但管壁粗糙度及浆体黏度对当地浓度影响很小。研究结果对深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流的输送参数优化和工程应用具有一定的指导意义。     

旋流-静态微泡浮选柱管流段结构型式对分选效果的影响

通过对旋流-静态微泡浮选柱的管流段的气-液两相数值计算,从阻力特性、紊流强度和气含率分布3方面,分析了相同长度和直径的倒U型管段和直管对分选效果的影响,并在铝土矿浮选试验中得到了一致的结论。结果表明：① 倒U型管段的阻力远高于直管,在工作流量下,U型管段阻力为直管段的2.5倍;② 相同流速下,倒U型管内的紊流强度极大值是直管的1.7倍,体现了对极细颗粒的较强回收能力,但是因其较高的阻力特性导致流速下降,使其优势体现不明显;③ 倒U管段气含率在整个管段分布极不均匀,约50%的气含率低于10%,弯曲部位的局部气含率较高。结合试验结果说明,对于非直管段,紊流强度已不足以预测对于微细粒的矿化效果,要在不增加管段阻力的前提下设法提高其紊流强度,并同时保证气含率的均匀分布。     

U形弯管内大颗粒固液两相流的输送特性研究

应用计算流体力学及离散元耦合计算方法,对U形弯管中大颗粒固液两相流的输送特性进行了研究。采用Fluent与EDEM耦合计算,对不同输送工况下U形管中的大颗粒输送进行了仿真分析,得到了颗粒及流场在U形弯管中的分布、运动特性,同时结合试验进行了验证分析。结果表明,颗粒进入U形管后由于惯性作用主要沿着管道壁面运动。低速输送工况下,颗粒容易堆积在U形管与提升管的过渡位置,随着输送速度提高,颗粒在U形管中的浓度降低。由于与管道壁面的碰撞、摩擦,颗粒开始沿着壁面滚动运动。弯管内的二次流也会对颗粒的运动和分布产生一定影响。     

热力管网冲洗流速的探讨

根据流体力学的基本原理 ,结合《城市热力管网工程施工及验收规范》对冲洗流速的要求 ,从正常运行流速的角度 ,把管内残存杂物对管网运行的危害情况进行分类分析 ,探讨了正常运行流速和冲洗悬浮速度的关系     

弯管中流道流场的数值分析

通过有限元法对直角弯管流道流场进行数值模拟,给出了直角弯管的速度、流线、压力可视化图像,以及直角弯管内流体流动时涡旋产生的位置和大小情况,绘出了进油口速度与进出油口两端压力差之间的关系曲线以及直角弯管内直管的摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系曲线。