KYF型浮选机气泡特征参数分析与探讨—KYF浮选机流场测试与仿真研究(五)

浮选机内气泡特征参数和流动规律的研究一直是浮选机研究的重点和难点。本文利用电导探针法和CFD数值方法研究了浮选机内气泡特征参数及其分布特性。通过电导探针法获取了浮选机内气泡直径、速度和气含率等气泡特征参数。利用CFD数值方法揭示了浮选机内气含率的分布特征,预测结果同试验观察一致。并进一步研究了浮选机关键运转参数对气含率分布的影响规律。试验结果表明,CFD预测的气含率同试验测试结果吻合。     

KYF型浮选机三相流仿真研究初探

CFD方法在浮选机三相流动仿真中的应用,对于揭示浮选过程和优化浮选设备具有重要意义。本文以大型浮选机KYF-160为研究对象,揭示了浮选机内三相流动特征以及气、固两相含率的分布。本文研究了矿石不同单一粒径下,固相含率的分布特点及其影响。矿石颗粒固相含率的分布特点与工程实际一致。矿石粒径的增大,会导致浮选机底部矿粒沉积现象严重,顶部固相含率变低。本文探究了多粒径体系下,浮选机内固相含率的分布特点。较粗的颗粒更难悬浮,因此,浮选机对于矿石入选粒径有一定要求。     

浮选机内气液两相流数值模拟

基于群体平衡理论和CFD数值计算方法,考虑不同尺寸气泡及气泡间聚并与破碎,建立了气液两相流的CFD-PBM耦合模型。应用该模型和Fluent软件对某铝厂的KYFⅡ-40型机械搅拌充气式浮选机内的矿浆-气泡两相流进行数值模拟,获得了其两相流场、气含率和气泡尺寸分布等信息。模拟结果表明,在生产工艺条件下,浮选机内的流体在转子带动下形成上下两个循环流场;气含率保持在0.1左右,壁面附近及循环流场的中心处气含率偏高,并沿气液混合区向气液分离区减少;气液混合区的气泡变化以破碎为主,气泡较小,分离区的气泡变化以聚并为主,且气泡尺寸逐渐增大;气泡尺寸总体上呈多峰分布,其主峰对应的气泡直径位于3~4mm之间,有利于提高浮选生产效率。     

基于PIV的KYF浮选机单相流场测试与分析

随着CFD技术在浮选机设计、优化方面的应用不断深入,利用现代流体测试技术研究浮选机内部流场用以修正CFD预测结果变得愈发重要。本文建立了以PIV测试技术为核心的KYF型浮选机流场测试试验平台,揭示了浮选机内部流场特征。KYF-0.2浮选机的整体流场具有明显的上、下循环。叶轮底部流场说明了叶轮的抽吸作用和颗粒沉槽的原因。定子叶片之间的局部流场揭示了定子的导流、稳流作用。提高叶轮转速,流体的径向速度和轴向速度随之增加,但整体流场循环结构没有改变。本文探究了浮选机内部流场的PIV测试方法,为浮选机多相流测试和对CFD预测结果的修正奠定了基础。     

基于PIV的KYF浮选机单相流场测试与分析——KYF浮选机流场测试与仿真研究(一)

随着CFD技术在浮选机设计、优化方面的应用不断深入,利用现代流体测试技术研究浮选机内部流场用以修正CFD预测结果变得愈发重要。本文建立了以PIV测试技术为核心的KYF型浮选机流场测试试验平台,用以揭示浮选机内部流场特征。流场测试表明:KYF-0.2浮选机的整体流场具有明显的上、下循环特征;叶轮底部流场说明了叶轮的抽吸作用和颗粒沉槽的原因;定子叶片之间的局部流场揭示了定子的导流、稳流作用;提高叶轮转速,流体的径向速度和轴向速度随之增加,但整体流场循环结构没有改变。另外,还探究了浮选机内部流场的PIV测试方法,为浮选机多相流场测试技术和对CFD预测结果进行修正奠定了一定基础。     

JJF浮选机气-液两相流流场特性研究

为深入研究 JJF 型浮选机的流场特性及气泡分布均匀性,基于标准 k-ε 湍流模型和 Euler-Euler 双流体 模型,结合 CFD 理论对气-液两相流流场特性进行数值模拟,研究了 JJF-0.2m³自吸气浮选机的速度场、压力场、气 含率以及气泡分布均匀性。模拟结果表明：转子转速提高,平均气含率随之提升,形成的气泡越多;气相、液相的速 度矢量图基本一致,沿中心转轴呈对称式分布,混合流体流动形成大范围的涡流,形成的气泡更多;槽内压力主要 集中在竖筒与循环筒上,内部存在较大的周向流,转子区域压力降低,转子使用寿命增加;转子区域的气含率随着 高度的增加而增加,达到最大值后逐渐降低并趋于稳定,达到稳定状态下的气含率分布均匀且对称,气泡分布均匀 且对称,转子与定子区域的气泡在运动过程中与矿浆充分混合,有利于气泡和矿粒间的接触、碰撞和黏附,气泡矿 化效果提高,进而可以提高浮选生产效率。     

自吸气浮选机模拟研究

为加深对自吸气浮选机槽体内的流场结构及性能参数的认识,运用CFD仿真技术对自吸气浮选机槽内气-液两相流进行了模拟研究。以实验室JJF-0. 2 m~3自吸气浮选机为原型进行仿真建模,采用六面体网格对整个模型进行网格划分的网格数量为1. 6×10~6。采用Euler-Euler双流体模型对气-液两相流进行稳态模拟仿真,运输方程的计算运用商业软件ANSYS-FLUENT软件。自吸气浮选机的吸气速率不能预先设定,需要通过模拟结果给出。我们设定气相为单一粒径的气泡,直径为1 mm。模拟过程中监测了叶轮区的气含率及功耗,结果表明浮选机处于良好的操作状态。分析了槽内不同区域的气含率云图及速矢量图,对自吸气浮选机内的流场有一个直观的认识。     

XJM-S型浮选机研究进展与展望

介绍了应用计算流体力学方法研究XJM-S型浮选机槽内流体运动规律的初步结果,通过CFD数值模拟描述了流体运动状态,分析了湍动能、湍流强度、耗散率等湍流参数的分布特征;简述了国内外大型浮选机的设计方法,提出了XJM-S型浮选机的设计理念和结构特点,阐述了最新研制的XJM-S28大型浮选机的工业应用效果;展望了XJM-S型浮选机大型化、自动化和优化设计的研究方向。     

喷射浮选机充气混合性能研究

利用体积法和电导示踪法对通气和喷射吸气2种情况下喷射浮选机充气性能与混合特性进行了实验研究。结果表明:当气液比在0.05~0.4 m~3/min(G)/m~3(L)范围内时,浮选机气含率均随表观气速增大而呈线性增加,随循环液速的增加而增加,且吸气时的平均气含率较通气时高约2%。浮选机的混合时间随表观气速增加而减小,随循环液量的增加而减小,通气时的混合搅拌效果优于吸气时。     

钼粗扫选作业KYF-320浮选机浮选动力学研究

对洛阳栾川钼业集团股份有限公司选矿三公司粗扫选作业技术改造采用的KYF-320浮选机空气分散度、气含率、气泡负载率、悬浮能力等关键浮选动力学参数进行了测试。测试结果表明:浮选机空气分散度均在2以上,分散效果良好;单台浮选机气含率分布均匀,最大气含率达到16.0%,能够保证矿物颗粒与气泡间的碰撞概率;气泡负载率变化幅度较小,证实在矿化气泡上升过程中矿物颗粒无明显脱附显现;近泡沫层区域矿物颗粒有一定分层现象,有利于目的矿物和脉石分离,KYF-320浮选机浮选动力学特征能够满足该项目钼浮选工艺要求。     

基于试验和数值分析的浮选机停留时间分布特性研究

浮选机停留时间分布研究对于认识大型浮选机内短路和死区等异常流动具有重要意义。本文采用示踪试验的方法研究了实验室和工业浮选机的停留时间分布特性。电导率示踪法可以有效应用于实验室浮选机的RTD研究,而荧光示踪法可以解决工业浮选机三相体系下的RTD研究。应用CFD方法研究了动态体系下浮选机的流态特征,揭示了示踪剂在浮选机内的流动过程,CFD方法揭示出浮选机内的停留时间分布特征与理想搅拌反应器相似,说明具有很好的搅拌混合效果。在世界最大的680m3浮选机开展了停留时间分布特征研究,平均停留时间达到理想平均停留时间的89%,说明浮选机内短路和死区等异常流动较少。     

KYF磷矿用浮选机研制

针对磷矿选矿特点,研究KYF磷矿用浮选机的特殊设计原则,重点阐述KYF磷矿用浮选机的工作原理及主要部件的设计依据,并采用CFD技术对KYF磷矿用浮选机的流体动力学特性进行模拟.     

基于CFD数值模拟的射流微泡浮选机气泡发生器的设计

为研究气泡发生器结构对其物理参数的影响，以ZWF6500型射流微泡浮选机气泡发生器为研究对象，通过CFD数值模拟，研究了气泡发生器空气入口数量、喷嘴直径、喉管直径以及喉管位置等结构参数对气含率、矿浆射入量、充气量以及充气速率等物理参数的影响。结果表明：空气入口数量、气含率无明显影响，但是在一定的入料压力下，单个进气口有一个极限的进气量；在一定的入料压力下，矿浆射入量只受喷嘴直径的影响，而且喷嘴直径越大，则矿浆射入量越大；气泡发生器喷喉比对气含率的大小至关重要，气含率随喷喉比的增大而增加，且在增加到一定程度后，气含率达到极限，不再随着喷喉比的增加而增加，甚至会出现气含率下降；喉管位置的影响主要体现在充气量，随着喉管位置的升高充气量和气含率呈现先上升后下降的趋势，即有一个最佳的喉管位置使得气含率最大。该研究为气泡发生器结构优化提供了基础数据。     

高气泡表面积通量充气器气泡特征参数试验研究

充气器生成气泡的特征参数是影响气泡表面积通量的关键因素。利用电导探针法和拍照测径法获取了充气器产生气泡的直径、速度及其分布特征。利用CCD高速相机获取了充气器的气泡分散特征。结合浮选柱的清水试验研究,分析了充气器喷嘴直径和充气压力两个关键参数对气泡特征参数影响。研究表明,KYZ浮选柱充气器能形成高气泡表面积通量的柱内分选环境。工业应用表明,KYZ浮选柱高气泡表面积通量充气器能够实现优异的分选性能。     

基于CFD和PIV方法的单相KYF浮选机流场分析研究

本文运用CFD模拟和PIV测量的方法研究了实验型KYF0.2m3浮选机的流场特征。CFD预测结果和PIV测量结果均揭示了纵截面的上、下循环流场结构。局部的径向速度和轴向速度对比显示,二者在变化趋势和大小上均有较好的一致性。在叶轮叶片的背浆面出现了同旋转方向相反的漩涡结构,并出现了速度峰值区,其值甚至高于叶片尖端。CFD预测的功率消耗同实测值能够较好地吻合,说明CFD仿真能较真实地反映浮选机的宏观运行状态。     

测定浮选机充气性能的方法

众所周知,浮游选煤是利用煤和矸石不同的表面物理化学性质,在浮选机内借助于气泡而得到分选。浮选机内的气泡数量、气泡的分散程度及其分布均匀程度对浮选机的各项指标都有很大的影响。因此,在研制新型浮选机、改进和调整现有     

宽粒级煤泥浮选机流体动力学模拟与试验研究

针对常规浮选中粗颗粒与气泡碰撞概率低,且与气泡粘附后也会因矿浆的强烈湍流运动而极易从气泡上脱落的问题,结合粗、细粒矿物浮选特点,设计了一种适合于粗、细粒矿物分选的宽粒级煤泥浮选机。采用FLUENT软件对该浮选机进行了气液两相流场数值模拟研究,通过对浮选机内流体速度、湍流强度和气相浓度的分析,验证了该结构浮选机可为粗粒和细粒矿物浮选提供各自所需的流体力学环境。采用组建的实验室宽粒级煤泥浮选试验系统对章村矿选煤厂0～1mm煤泥进行了浮选试验。结果表明,通过选择合适的浮选工艺条件,采用该浮选机对0～1mm宽粒级煤泥浮选时,浮选精煤数量指数和可燃体回收率分别为96.33%和92.07%。     

基于数值计算的浮选机内颗粒流动行为研究

浮选机内矿浆动态流动性能研究对于优化浮选机具有重要意义。利用CFD数值模拟方法研究了浮选机内矿浆动态流动特性,并讨论了不同粒径矿石颗粒的分布特点,矿浆的动态流动并未破坏浮选机的循环流场结构,固相颗粒也形成了循环特征流场。单一固相粒径分析表明,随着给矿粒径的增加,浮选机槽底的沉积现象加重。多固相粒径分析表明,浮选机对不同粒级颗粒的提升能力和搅拌混合能力是不同的,为提高粗颗粒的回收能力,需要提高颗粒的提升高度。     

KYF浮选机叶轮—定子区流场分析——KYF浮选机流场测试与仿真研究(三)

叶轮和定子是影响浮选机分选性能的最核心部件。运用CFD方法揭示了KYF浮选机叶轮-定子区的局部流场特征。叶轮叶片间出现了螺旋上升的涡流,而叶轮盘起到了稳流作用,流体平滑地从叶根高速流出。叶轮叶片的迎浆面边缘出现静压峰值,而叶轮盘叶根出口处次之,并解释了叶根出口处磨损严重的原因。分析了功耗、搅拌雷诺数、循环量和叶轮设计等关键设计参数间的影响规律。研究表明,在相同条件下,后倾叶轮的循环量明显大于前倾叶轮,而功耗却更低。     

KYF浮选机叶轮-定子区流场分析

叶轮和定子是影响浮选机分选性能的最核心部件。运用CFD方法揭示了KYF浮选机叶轮-定子区的局部流场特征。叶轮叶片间出现了螺旋上升的涡流,而叶轮盘起到了稳流作用,流体平滑地从叶根高速流出。叶轮叶片的迎浆面边缘出现静压峰值,而叶轮盘叶根出口处次之,并解释了叶根出口处磨损严重的原因。分析了功耗、搅拌雷诺数、循环量和叶轮设计等关键设计参数间的影响规律。研究表明,在相同条件下,后倾叶轮的循环量明显大于前倾叶轮,而功耗却更低。