中速球磨机内部流场的数值模拟

为了研究中速球磨机内部粉体输运过程,采用离散相模型(DPM)和湍流模型Realizableκ-ε对磨腔气固两相流场分布特性进行数值模拟分析,分别从速度、压强、温度以及流线等角度,分析磨腔内气固两相流的耦合作用。研究表明:磨腔流场是复杂的三维旋转湍流流场,在磨盘和磨球交互区域有剧烈的湍涡现象,气流在磨盘与灰斗间形成巨大的涡流。通过对磨腔湍涡现象分析,明确了风室和风环是压损的关键部位,并提出了改进意见。     

EM型磨煤机磨腔流场的数值模拟

针对EM磨煤机工作过程能耗大、磨粉效率低等问题,以EM125型磨煤机为研究对象,运用Fluent软件对磨腔流场进行数值模拟。结果表明:磨腔极易形成涡流;风环处流速最大,压力损失最大;磨腔压力场和速度场沿轴线对称分布,动压和流速由磨腔中心向两侧先增后减,呈脉动特点。分析进风量为35、45、55 kg/s的流场特性,可得进风量为45 kg/s时磨粉效率较高,磨腔内压差小。     

立磨腔内气相流场数值模拟与分析

利用计算流体力学软件对立磨腔内气相流场的分布特性进行数值模拟分析,摸清腔内流场的分布规律,并对腔内局部结构进行优化设计。模拟结果表明:立磨腔内的流场主要由周向涡流和纵向涡流耦合而成,并在风环、灰斗和旋转磨辊的影响下变得十分复杂;在选粉区域呈现出沿顺时针旋转的强制涡流,且在部分导风叶片间产生局部二次涡流,认为导风叶片的安装角度应随位置的不同而有所改变。就风环结构中的导风锥对立磨腔内流场的影响做了深入研究,为立磨的结构优化设计和进一步研究提供了方法和依据。     

立式螺旋搅拌磨矿机的研制及其在钼矿再磨擦洗作业中的应用

介绍立式螺旋搅拌磨矿机(塔磨机)的基本结构和工作原理,采用计算机流场数值模拟技术与传统力学分析相结合的放大设计原则设计了大型立式螺旋搅拌磨矿机。着重叙述了该设备在钼矿再磨擦洗工艺流程中的应用,通过提高钼矿细度和清洁钼矿表面,进一步提高了钼矿的单体解离度,为浮选作业提供了良好的选别环境,明显提高其精矿品位和回收率。工业实践证明立式螺旋搅拌磨矿机是一种性能优越的再磨、细磨和擦洗设备。     

浮选机内部气—液两相流场特性研究

本物浮选过程中的多相流体特征直接影响矿物分选效率,针对有效容积为0.1m~3的充气机械搅拌式浮选机,运用计算流体力学对浮选机内部气-液两相流体特性进行数值模拟计算,分析了矿物浮选过程中复杂的流体特性。基于CFX流场数值模拟软件,建立了气-液两相流场数值模拟策略,通过对比标准k-ε湍流模型和RNG k-ε湍流模型,确定了离散气相-零方程、连续液相标准k-ε湍流模型的数学模型,探究了不同表面张力、曳力相间作用力对浮选机内部气—液两相流场特性的影响,模拟了充气强度和搅拌强度对浮选机内部气—液两相流场的影响。研究结果表明:表面张力系数在浮选机内部气-液两相流场数值模拟研究中影响很小,选定较为常用的表面张力系数0.073为模拟标准;Grace曳力模型适合充气机械搅拌式浮选机气-液两相流场的数值模拟;浮选机充气速度应小于2.0 m/s时,此时气相流场速度分布较均匀,气相逸散性较好;浮选机转子转速每增加50 rpm转子和定子表面受压大约增加300 Pa,中等转速450 rpm适合该类型浮选机的浮选作业,气-液两相流体特性模拟结果将为浮选工艺参数的设定提供基础理论指导。     

KYF型浮选机单一液相流体特性模拟研究

针对KYF型充气机械搅拌式浮选机,选定标准k-ε湍流模型对浮选机内部单一液相流场进行了数值模拟,并在不同搅拌强度下分析了浮选机内部单一液相流场速度、压力、湍流与涡流强度等分布特征,为浮选工艺参数的设定提供基础理论指导。     

摆动式搅拌槽混合效率的评定

如何提高混合效率一直是搅拌研究领域的主要方向之一。从传动方式的改变入手,设计了一种摆动式搅拌槽,并对槽内流场和混合过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果对摆动搅拌槽内流体流动特性和加料方式对混合效果的影响进行了分析。     

挡料板数量对大型搅拌槽内部流场的影响研究

用Fluent15.0软件对大型搅拌槽内部流场进行数值模拟,数学模型采用了Eulerian多相流模型和标准κ-ε湍流模型,模拟方法为多重参考系法。主要研究了挡料板数量对搅拌槽内部矿浆流场产生的影响,结果表明:当挡料板的数量为4块时,搅拌效果最佳。该结果可为大型搅拌槽的设计和优化提供参考。     

基于CFD超细磨用搅拌装置关键参数影响研究

在分析超细磨技术要求的前提下,通过分析盘式、螺旋式、叶轮式、棒式四种常用搅拌装置型式,确定了盘式是较为适合的超细磨用搅拌装置。利用计算机仿真流体力学建立了仿真分析模型,进行仿真分析。通过仿真得到了搅拌装置的流场分布状态和输入功率变化情况,重点分析了转速、搅拌元件直径、间距、面积比与流场、功率间的影响关系及变化范围。通过仿真明确了搅拌转速的范围为300~800r/min,搅拌元件直径的范围在150~170mm,搅拌元件间距的范围为30mm左右,空隙面积比的范围为0.15~0.35。各参数的确定为实验和工业中超细磨技术和设备的研发奠定了基础。     

离心风机内部流场模拟

采用商用CFD软件FLUENT,利用单流体模型,对离心风机内部流场进行了三维数值模拟。同时对改造风机叶轮减磨的方法进行了CFD研究,分析了改造前后风机叶轮的内部流场的变化。结果表明:减磨措施能有效地减轻风机的磨损,为风机的防磨提供了有力的方法。     

立式搅拌磨机磨矿机理研究进展

立式搅拌磨机是一种高效率、低能耗的细磨和超细磨磨矿设备,相对于卧式球磨机,立式搅拌磨机在节省能量消耗方面具有显著的优越性,被广泛应用于矿山领域的精矿再磨和第二、第三段磨矿作业。为了促进立式搅拌磨机的优化与开发,本文介绍了立式搅拌磨机的运行工作原理,系统总结了立式搅拌磨机研磨理论和磨矿介质运动状态研究成果,综述了搅拌器转速、介质填充率、磨矿介质属性、搅拌器属性等工作参数与结构参数对立式搅拌磨机磨矿过程和研磨效果的影响,分析了立式搅拌磨机关键技术参数的选择条件,为立式搅拌磨机的机理研究与发展提供参考。     

管磨机料球筛析现象分析

以实现管磨机粉磨系统的优质高产低消耗为目标,在对多家水泥企业进行考察与实验的基础上,分析了管磨机中的料球筛析现象,讨论了管磨机料球筛析现象的形成原理和物料在前后仓的破碎研磨规律,探讨了管磨机出现"跑粗"现象的原因.在此基础上对管磨机研磨体级配、衬板形式、前仓最大球径、平均球径的确定等提出了建议,为优化管磨机工艺参数与结构参数提供参考.     

MZS型振动磨机介质运动规律及操作参数的确定

通过对ＭＺＳ型振动磨机磨筒内介质运动规律的观察研究,在充分了解磨简内介质运动规律的基础上,建立一个简单的介质运动学模型,并根据所建立的模型确定振动磨机的一些重要参数,如：振幅、介质填充率和介质直径等操作参数的最佳取值范围,从而使振动磨机获得最佳粉磨效果和降低能耗。     

立式辊磨机内部空气流场特性的仿真研究

首先介绍了立式辊磨机的结构和工作原理,然后在此基础上利用计算流体动力学仿真软件对立式辊磨机内部的空气流场分布特性进行了数值仿真研究。数值仿真结果表明,在立式辊磨机内部存在一个巨大的漩涡,该漩涡的存在不仅严重浪费了系统的能量,而且还改变了磨盘上物料层的稳定性,加剧了整个系统的运行不稳定性。初步揭示了立式辊磨机内部的空气流场分布特性,并为系统的结构优化提供了一定的依据。     

DEM simulation of the flow of grinding media in IsaMill

IsaMill is a high speed stirred mill for high efficiency grinding of mineral ores and concentrates. A numerical model based on the discrete element method (DEM) was developed to study flow of grinding media in IsaMill. The DEM model was first verified by comparing the simulated results of the flow patter, mixing pattern and power draw from those measured from a 1:1 scale lab mill. Then the flow properties were analysed in terms of flow pattern, flow velocity, force field and power draw. The effects of parameters relating to particle material (i.e., sliding friction coefficient and damping coefficient) and operational conditions (i.e., rotation speed and solid loading) were investigated. While the damping coefficient showed a negligible effect for the range considered, other three parameters had strong effects on the flow properties. Increasing the sliding friction caused the flow velocity and compressive force to have minimum values due to the competitive mechanisms for energy transfer and dissipation, but increased the power draw. The increase in the rotation speed and solid loading also increased the flow velocity, compressive force and power draw of mill. The particle scale information obtained would be useful to understand the fundamentals governing the flow of grinding media in IsaMill.     

行星球磨机磨球运动规律的研究

行星球磨机中磨球的运动规律主要由离心力决定。通过绘制磨球在球磨罐内不同位置所受离心力的分布情况，分析了磨球相对于球磨罐的运动轨迹，研究了球磨罐公转速度、自转速度、半径及磨球大小对磨球运动的影响，得出同时提高球磨罐的公转速度和自转速度或采用大直径的磨球可显著增强粉磨效果的结论，为行星磨操作参数的选择提供了理论依据。     

基于PFC3D的新型球磨机数值模拟研究

为探索能够提高球磨机生产效率和延长球磨机研磨寿命的途径,利用PFC_3D程序,建立了传统球磨机与变结构球磨机的离散元模型,针对不同转速、不同衬板高度,对磨介运动进行了仿真与分析,确定了辅助结构–旋转档板的位置。通过模拟实验发现,研磨腔内磨球的下落速度由原来的2m/s,增长到了5m/s左右。有效地提高了磨介的冲击力,避免了传统球磨机需要通过改变研磨介质磨粒的质量和滚筒的直径等参数来提高研磨效率的局限性。     

鞍千预选精矿陶瓷球搅拌磨再选试验研究

鞍千选矿厂现有流程磨矿产品存在粗细分布不均匀、再磨效率低、能耗高、磨矿效果差等问题,影响后续分选过程,导致精矿指标差。针对以上问题,为改善预选精矿磨矿效果,提升最终精矿指标,有必要采用更适于细磨的立式搅拌磨机,对搅拌磨机各项参数进行系统的研究。本文在鞍千预选精矿工艺矿物学分析的基础上,进行了搅拌磨磨矿—弱磁分选工艺流程试验。试验结果表明：预选精矿TFe品位为39.62%,主要以磁铁矿形式存在,粗细粒级分布不均。通过对陶瓷球搅拌磨工艺参数的优化试验研究,确定了搅拌磨最佳工艺参数：介质充填率为100%,搅拌器转速1000 r/min,料球比0.7,介质尺寸6 mm,磨矿浓度50%,磨矿时间2.80 min,磨矿产品经过一段弱磁选,可以获得品位67.01%,回收率89.93%的精矿指标。该工艺流程简单,指标良好,可为选矿厂工艺流程改造提供参考。     

超微气流粉碎喷嘴设计关键参数的研究

介绍了气流磨的特点,分析了气流磨在煤超微粉碎方面的应用,重点研究了气流磨关键部件喷嘴设计的主要参数,对喷嘴的喷气速度、工质流量及喷嘴几何参数进行了研究,得到了喷嘴设计过程中的关键参数对煤超微粉碎性能的影响,提出了煤炭超微粉碎的发展方向和意义。     

Effect of grinding aids on the grinding energy consumed during grinding of calcite in a stirred ball mill

A series of wet-grinding experiments has been carried out on inorganic powders by a stirred ball mill to systematically investigate the grinding characteristics. The grinding power consumed for a given grinding time was considered, as well as the effect of grinding aids on particle size. The grinding energy consumed, defined as the integral of the grinding power over time, was also investigated. The grinding aids were found to influence the product size and decrease the grinding energy. This is attributed to the prevention of agglomeration and coating of the sample powder onto the ball and grinding chamber wall. The grinding process seemed to be controlled by the force of agglomeration of the ground products. It was demonstrated that the particle size and grinding consumption energy could be decreased by the addition of grinding aids.