底流口直径对筛网旋流器分级效果的影响

为提高筛网旋流器的分级效果,在对柱段筛网直径与筛孔直径、入料口、溢流管、锥角与底流口设计的基础上制造筛网旋流器样机,通过改变样机的底流口直径来研究其对分级效果的影响。试验结果表明:筛网旋流器的分级效率随底流口直径的增大而增加,分级粒度随底流口直径的增大而减小。     

旋流器底流口调控方法的试验研究与数值模拟

以水介旋流器为基础,在底流口中心插入实心锥棒与空心锥管,在锥棒和锥管不同的插入深度下,对此旋流器进行煤泥分选试验。试验结果表明,实心锥棒与空心锥管的插入深度大,精煤产率高、灰分高。相对而言,空心锥管可调范围宽。运用ANSYS软件对插入锥棒和锥管的旋流器流场进行模拟,模拟结果表明,有实心锥棒与空心锥管存在的旋流器内部依然有空气柱存在,锥部流体轴向速度随着锥棒与锥管插入深度的增加而增大。     

旋流器底流口直径及入料性质对固体颗粒运动的影响研究

结合水力旋流器分级原理,利用计算流体力学的原理和方法,在底流口直径和入料性质参数多个水平下,对旋流器内部流场进行了数值模拟,揭示了两因素对旋流器分级的影响。结果表明:增大底流口直径,流场内流速降低,零速包络面向内向上收缩,分级粒度变小;增大入料固体颗粒密度、粒度或者质量浓度,固体颗粒指向中心的径向速度减小,底流产率增加,细颗粒含量增加。根据选煤厂的实际生产工况,合理设计旋流器的结构参数,对控制分离粒度、提高分级效率尤为重要。     

用小锥角旋流器分离微细颗粒的试验研究

叙述了水力旋流器的生产能力、分离粒度和分离效率的概念,针对微细颗粒粒度很小的特性,设计了一个细长型的小锥角固液旋流器,直径60mm、锥角1.5°,通过试验得出了其生产能力、分离效率的数据,并与理论计算的结果进行了对比.结果表明设计的细长型固液旋流器不但很好的解决了传统小直径旋流器生产能力过小的缺陷,还有较高的分离效率.     

新型加冲洗水式水力旋流器的研究

 本文在分析影响水力旋流器分级效率因数的基础上,提出通过降低底流中细粒级含量来增大旋流器的分级效率的方法,并对旋流器做了一些改进。新型旋流器采用加冲洗水的方式对矿浆进行二次分级,利用独特的底流口旋转筛分分级技术对底流进行三次分级,减少底流中细粒含量,以满足高效分级的要求。     

中心曲面锥型旋流器分离性能的数值模拟

针对普通旋流器所存在的溢流跑粗问题,提出一种带有中心曲面锥的水力旋流器,利用中心曲面锥结构引导内旋流中一部分粗颗粒到外旋流重新参与分离,减少溢流跑粗。通过数值模拟对比分析了中心锥型旋流器和中心曲面锥型旋流器的流场特性和分离性能。对比结果表明,将中心锥改进为中心曲面锥后,中心锥体附近流体的径向速度增大,进一步强化了内旋流中粗颗粒向外旋流的运动,减小了粗颗粒进入溢流的概率;切向速度变大,有利于颗粒的离心分离;轴向速度减小,颗粒分离时间延长,分离更充分;湍动能减小,流场更加稳定。模拟结果显示,与中心锥型旋流器相比,中心曲面锥型旋流器溢流中≥35 μm 颗粒含量相对减小 11.08%,≥35 μm 颗粒的分级效率提高了 4.04 个百分点。     

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。     

中心曲面锥型旋流器分离性能的数值模拟

针对普通旋流器所存在的溢流跑粗问题,提出一种带有中心曲面锥的水力旋流器,利用中心曲面锥结构引导内旋流中一部分粗颗粒到外旋流重新参与分离,减少溢流跑粗。通过数值模拟对比分析了中心锥型旋流器和中心曲面锥型旋流器的流场特性和分离性能。对比结果表明,将中心锥改进为中心曲面锥后,中心锥体附近流体的径向速度增大,进一步强化了内旋流中粗颗粒向外旋流的运动,减小了粗颗粒进入溢流的概率;切向速度变大,有利于颗粒的离心分离;轴向速度减小,颗粒分离时间延长,分离更充分;湍动能减小,流场更加稳定。模拟结果显示,与中心锥型旋流器相比,中心曲面锥型旋流器溢流中≥35 μm 颗粒含量相对减小 11.08%,≥35 μm 颗粒的分级效率提高了 4.04 个百分点。     

水力旋流器沉砂口直管段对性能的影响

沉砂口直管段是水力旋流器的一个重要构件。通过它可以改变旋流器内空气柱的大小及特征，从而显著提高旋流器的沉缩性能，并可改善分级性能。它的改变对分流比有一定的影响，而对处理能力几乎没有影响。所得研究结果对如何选择旋流器沉砂口直管段的长度和内径具有重要的指导意义。     

弧形溢流管对旋流器分离性能的影响

针对目前运行的旋流器存在短路流导致溢流跑粗的问题,提出了一种弧形溢流管旋流器,并进行了数值模拟和试验研究。模拟结果表明,利用溢流管的弧形结构将溢流口底端的过渡区域外移,实现过渡区域流体切线速度的提升,从而增加离心强度,将短路流引导至外旋流重新参与分离,达到抑制溢流跑粗的效果。试验结果表明,相同排口比下,弧形溢流管旋流器溢流-25 μm粒级含量和综合分级效率均高于直线形溢流管旋流器;试验用弧形溢流管旋流器在排口比为0.33时抑制旋流器溢流跑粗的效果最好,对应的溢流浓度为4.72%,溢流-25 μm粒级含量为98.37%,-25 μm计的综合分级效率为78.92%,高于直线形溢流管旋流器对应情况下的4.25%、96.86%和73.51%。     

筛孔型溢流管旋流器分离性能研究

旋流器在分离过程中由于短路流的存在造成溢流跑粗现象,针对此问题提出一种筛孔型溢流管旋流器,并进行数值模拟和试验研究。结果表明：与圆柱型溢流管相比,筛孔型溢流管结构可延长颗粒在旋流器内的分离时间,使短路流重新进入外旋流进行充分分离,减少溢流跑粗现象。对比试验结果表明,与圆柱型溢流管旋流器相比较,采用筛孔型溢流管分离效率显著提高,-25 μm分级质效率由47.59%提高到58.00%,分级量效率由48.74%提高到60.08%,溢流产物更细,粗颗粒减少,溢流跑粗现象得到有效改善;随着溢流管开孔率增大,溢流产率提高,溢流和底流产品粒度均有变粗的趋势。     

溢流管直径对旋流器流场和分离影响研究

利用RSM雷诺应力模型和VOF多相流模型,系统考察了溢流管直径对Φ50 mm水力旋流器流场稳定性的影响。通过对空气柱、零速包络面、短路流及湍流强度等流场特性的分析,确定了使流场稳定的最佳溢流管直径范围,并通过旋流分离物理试验进一步验证了该溢流管直径条件下获得的稳定流场能有效提高分离效率。研究结果表明,当溢流管直径过小时,空气柱会发生中断甚至不能完整形成,分选空间内部湍流强度较高,底流分流比较大,短路流量较小。随着溢流管直径的增加,逐渐形成上下贯通的空气柱,分选空间内部湍流强度降低,零速包络面的对称性增强,底流分流比逐渐降低,流场稳定性增强,从而分离性能增强。随着溢流管直径进一步增加,空气柱直径增大,短路流量增加,流场稳定性降低,从而分离效率下降。因此,针对所考察的Φ50 mm水力旋流器最佳的溢流管直径在0.30 D左右。     

溢流管深度对水力旋流器分离效率的影响

介绍了水力旋流器的工作原理,用计算流体力学软件FLUENT分别对不同溢流管深度的水力旋流器内部流场进行了数值模拟。根据模拟计算结果分析了旋流器内流场的速度分布和分散相浓度分布,讨论了溢流管深度对旋流器分离效率的影响。     

双溢流管旋流器分离性能的数值模拟与试验研究

针对普通溢流管旋流器难以得到细粒径、窄粒级产品等难题,提出一种双溢流管旋流器,利用CFD数值模拟软件,对比分析普通旋流器和双溢流管旋流器内部流场和分离性能。模拟结果表明:双溢流管旋流器内流体的切向速度增大,轴向速度和径向速度减小,分离得到的内溢流产品明显细于普通溢流。试验结果表明,对中位粒径为39.8μm的进料,经双溢流管旋流器一次分级后得到中位粒径分别为61μm、16μm和24μm的3种窄粒级产品,针对-45μm颗粒,双溢流管旋流器的综合分级效率较普通旋流器提高了1.26%,分级效果更好。     

中心锥结构对水力旋流器内流场及分离效率影响的研究

使用计算流体力学软件FLUENT15.0对中心锥上锥段底角为40°、45°、50°、55°水力旋流器进行了数值模拟,通过数值分析研究中心锥结构对水力旋流器内流场及分离效率影响,并考虑中心锥结构的磨损情况。模拟结果表明:适当的减小上锥段底角能提高分离效率,并改善上锥段的磨损情况,而过小的上锥段底角反而会降低分离效率,加重上锥段的磨损情况,说明中心锥上锥段底角在40°~50°之间存在着一个最佳角度,该角度能够得到较高的分离效率以及较小的磨损。模拟结果也为进一步优化中心锥结构提供了参考。      

水力旋流器的结构参数对凡口铅锌矿分级性能的影响

以自制的水力旋流器对广东凡口铅锌矿进行了分级试验, 考察了旋流器沉砂口直径、溢流口直径和溢流管插入深度等结构参数对分级粒度的影响, 确定了最佳结构参数。用拉苏莫夫法对试验结果进行了分级粒度的分配计算,并将实际分级粒度与最大切向速度轨迹面法计算的理论值进行了对比分析, 发现两者存在一定的偏差, 表明拉苏莫夫法需要进行一定程度的修正之后才能适用于凡口铅锌矿。     

溢流管外壁环形齿对旋流器的影响分析

增加溢流管外壁环形齿结构是抑制水力旋流器溢流跑粗的一种手段。为了研究环形齿结构对水力旋流器流场的影响,通过建立水力旋流器的3D模型,并利用Fluent软件进行数值模拟,最后从压力、速度、颗粒运动3个方面进行分析。根据分析结果,环形齿结构在抑制溢流跑粗的同时,会降低旋流器内部流体的压力及速度,并增加分开粒径,对旋流器的分离工作不利,需要通过其他手段克服。