气泡发生器喷嘴的改进及两相流数值模拟研究

为了提高浮选效果,对气泡发生器的喷嘴进行了改进,加入了螺旋叶片并利用VOF多相流模型进行了数值模拟计算,得到了速度、压力和湍动能等流场分布规律图,结果表明,有螺旋叶片喷嘴的气泡发生器具有更好的性能,大大提高了矿浆中的气泡矿化效果。     

新型射流气泡发生器的设计与数值模拟

为了提高微细粒矿物的矿化效果，设计了一种含有振荡腔的新型气泡发生器，并将引入气液两相流可以在较低音速下流速实现超音速流动的理念。通过理论计算得出：在工作压强为0.1 MPa,气液体积比为1∶1的条件下，气液两相流混合体达到超音速流动的临界流速为20 m/s。运用Fluent软件对新型气泡发生器进行气液两相流数值模拟，得到了其内部流体的速度和体积分布规律。模拟结果显示，液相最高速度为20.7 m/s,气相最高速度为24.2 m/s,但是只有在气含率达到50%左右时，才能在扩散管末端产生激波振荡现象。这说明气液两相流超音速流动不仅和速度有关，也和两者之间的比例有关。超音速流动的过程中会伴有激波的产生，可以形成能量较高的湍流，使气相和液相充分混合，提高矿化效果。     

不同结构空化气泡发生器的试验研究

气泡发生器是射流浮选柱充气的关键设备,结合空化气泡有利于浮选的特点,自行设计了多孔板气泡发生器和改进型射流气泡发生器2种结构空化气泡发生器,同时在组建了的浮选柱试验系统内进行浮选柱清水试验。试验结果表明,2种空化气泡发生器作为浮选柱的充气装置时,均可使浮选柱内产生细小、密集、分布均匀的气泡,同时对比2种结构空化气泡发生器对浮选柱的充气性能发现,改进型射流气泡发生器要优于多孔板气泡发生器。     

基于FLUENT的泡沫发生器内部流场数值模拟研究

为了对泡沫发生器内部流场进行研究,运用计算流体力学软件FLUENT并基于Mixture方法、湍流标准κ-ε模型及PISO算法,通过对不同气液相入口速度发泡器内部流场的数值模拟,得到了泡沫发生器内部的速度分布、出口气相体积分布。由模拟结果可知:气相入口速度一定,液相入口速度越大,混合腔速度影响范围变化不大,出口气相体积分布均匀程度减弱;液相入口速度一定,气相入口速度变化,混合腔速度分布、出口气相体积分布均匀程度变化不大。在实际发泡时,应根据发泡量的要求,合理调整气液相的入口速度。     

气泡发生器结构分析及设计

对气泡发生器的结构设计、参数确定及工作原理进行了分析。给出了有关的计算公式 ,对同类设备的该种装置的设计有良好的借鉴意义。     

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。     

气泡发生器的流体动力学性能研究

气泡发生器作为浮选柱的核心部件,一直是浮选柱的研究重点。针对空气直接喷射式气泡发生器结构特点,分析了气泡发生器气体喷射出流的流体动力学模型,通过试验室和工业型浮选柱的清水气泡发生试验,修正了气泡喷射出流理论计算公式,对工业型浮选柱的大型化研制提供一定的理论依据。     

浮选旋流器气泡发生器大型化研究

介绍了浮选旋流器气泡发生器大型化的研究过程 ,指出气泡发生器的大型化是浮选旋流器大型化的先决条件     

圆柱旋流器液固两相流场的数值模拟

采用混合模型建立了圆柱旋流器内液固多相流动的数学描述,并用雷诺应力模型描述湍流,对圆柱旋流器的多相流流场和随时间变化的分离机理进行三维数值模拟,得到了旋流器内不同截面上的速度分布和不同时间的体积分布状况。数值计算结果为前人的试验和理论总结提供了有力的支持,对旋流器的进一步研究有指导意义。     

微泡发生器的数值模拟分析

首先详述了射流微泡发生器的结构和工作原理,分析、研究了射流微泡发生器的工作过程,其次借助FLUENT软件分析了发生器内三相流场内流体的运动状态。通过对流体运动的模拟分析,发现设计的缺陷,并对各参数进行了优化,通过对射流微泡发生器的模拟分析,为设计提供了依据。     

一进两回Y型通风采空区气体分布数值模拟

为了掌握Y型通风采空区气体分布规律,根据现场实际建立了一进两回Y型通风采空区物理模型,运用Fluent软件对一进两回Y型通风采空区漏风流场、漏风量和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。结果表明:随至下隅角距离的增大,工作面向采空区的漏风量减小,在上隅角附近漏风量急剧增大;沿采空区长度方向,越靠近采空区深部瓦斯浓度越大;沿工作面方向靠近运输巷侧瓦斯浓度低,靠近沿空留巷侧瓦斯浓度高。     

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。     

空气幕内气流场的数值模拟与分析

矿用空气幕是一种较好的风流控制技术。但由于现阶段研究还不深入,空气幕的结构设计、参数确定还仅依靠具体的实验分析,具有很大的局限性。采用有限元分析软件ANSYS对矿用空气幕内的空气流动进行仿真分析,得到流体的速度、压力的分布图,为矿用空气幕选择更合理的结构参数提供了依据。     

新型布风板气流分布数值模拟及分析

通过对目前直孔、斜孔、侧孔和风帽型等布风板对比分析,较优的布风板应该是结合直孔型或斜孔型布风板的加工制造简单和风帽型或侧孔型布风板布风均匀的特点于一体。结合这种理念创新性的设计出3种新型布风板结构,分别是旋转斜孔型、六角对吹型和伞型帽板分离型布风板,对开孔率相近的此3种布风板和普通斜孔型布风板单相流数值模拟,对比分析安装4种不同结构布风板流化床的轴向压降和径向静压分布,同时结合加工难度认为伞型帽板分离型布风板为最佳布风板形式。     

水-岩耦合作用下边坡岩体渗流二维数值模拟

为了研究岩体渗流及水-岩耦合作用对边坡稳定性的影响,首先基于岩体特征建立等效连续介质模型,然后采用有限元法求解该模型,并利用SEEP/W软件模拟正常水位、暴雨入渗和排水疏干时采区地下水渗流。结果表明：等效连续介质模型可靠性高,地下水二维渗流存在各向异性,且裂隙轴向的水力坡降明显大于裂隙径向;3种工况水力坡降明显区域均为边坡表层、不同岩层交界处及混合Ⅰ岩内;暴雨入渗时水-岩耦合作用导致岩层拉应力增大、孔裂隙扩展,剪切滑移为边坡失稳主要诱发机制,而排水疏干有利于提高边坡稳定性。     

气垫带式输送机气垫压力场研究与数值模拟

给出不同盘槽位置角气垫压力的计算公式和气垫压力的理论分布曲线。运用FLU-ENT软件,对实例中的气垫流场作了数值模拟,分别给出相同气垫不同开孔直径气垫压力分布曲线,相同孔径、相同形状、不同厚度气垫压力分布曲线和相同孔径、不同形状气垫压力分布曲线。给出理论计算与模拟结果对比情况。     

TC型四通道煤粉燃烧器气相流场数值仿真

以TC型四通道煤粉燃烧器为研究对象,通过三维建模和结构化网格划分,采用κ-ε湍流模型和simple算法,考察了该燃烧器内流场的变化并对其进行数值分析与仿真,获得了与实际情况相符的流场分布图。肯定了仿真的可靠性和κ-ε模型的可行性及TC型四通道煤粉燃烧器结构的合理性。     

空冷发电机技术的发展分析

给出了当今世界上最大容量空冷汽轮发电机主要技术数据.介绍了为提高空冷发电机容量和保持较高效率而采取的技术措施以及相应的结构改造,实际运行效果显著.     

高压空气爆破致裂煤体数值模拟

以多孔介质渗流理论为基础,应用有限元软件对不同压力下空气爆破致裂煤体进行模拟计算。研究表明:随着爆破煤体的高压空气压力的增高,受爆破冲击分布的煤体范围逐渐增大;靠近爆破钻孔部分的煤体受到的冲击较大,而对于远离爆破钻孔的煤体深部影响相对较小。