浮选柱喷嘴结构参数对微泡发生器流场的影响研究

微泡发生器作为浮选柱的核心部件,一直是浮选柱研究的重点,本文运用流体动力学软件FLUENT采用非结构化网格技术对不同啧嘴结构参数下微泡发生器内的流场进行了分析对比,结果表明,其它参数不变的情况下,气含率随啧嘴直径的减小而增大,而喷嘴入口锥角对气含率影响不大,最小总压（真空负压）随喷嘴直径的减小而减小,同时矿浆对喷嘴壁面的剪切力随喷嘴入口锥角的减小而减小,较小的入口锥角更有利于矿浆的流动。     

射流浮选柱内纵向气泡均匀性的试验研究

在实验室射流浮选柱上进行了纵向气泡分布规律影响因素的试验.利用自制充气量测试仪测定浮选槽内不同深度的充气量,以样本均值和样本变异系数为指标,研究了射流器给料压力、喉管直径、喷嘴直径对浮选槽内充气量及纵向气泡分布均匀性的影响.结果表明：在试验范围内,压力越高,喉管越细,浮选槽内充气量越大,纵向气泡均匀性越好;当压力一定时,大喷嘴气泡均匀性明显好于小喷嘴.通过流体力学初步分析,解释了基本试验现象.     

气泡发生器的改进设计及优化模拟研究

对于矿浆充气和气泡矿化,气泡发生器的性能将会影响矿物分选的效果,所以气泡发生器的结构设计及优化显得尤其重要。通过对气泡发生器结构及原理的研究,文章运用射流卷吸空气、伴随紊动搅拌有利于提高流体气含率的特征,并结合卡门涡街湍流形式,改进并模拟优化了一种气泡发生器,即"卡门涡街型气泡发生器"。经过实验模拟,相较于原始气泡发生器,改进结构对于气泡发生器喉管段湍流强度的提高具有较为明显的效果。     

充气量和循环量对浮选柱气含率的影响研究

 浮选柱气含率的大小是影响浮选柱精矿回收能力和实际分选效果的重要参数之一。本文探讨了充气量和循环量对浮选柱平均气含率和轴向气含率的影响。结果表明：在相同循环量情况下,浮选柱内平均气含率随充气量增加而增加;在相同充气量情况下,浮选柱平均气含率随循环量增加而减小;在较小循环量和较小充气量的情况下,轴向气含率呈现底部大于顶部;在较大循环量和较大充气量的情况下,轴向气含率呈现底部小于顶部。     

新型气泡发生器的结构设计和优化模拟研究

在浮选工艺流程中,浮选柱是其中的重要设备之一,气泡发生器正是浮选柱的重要结构组成。对于矿浆充气和气泡矿化,气泡发生器的性能将直接决定矿物分选的效果,因此气泡发生器的结构设计及优化极其重要。建立在多位学者对气泡发生器结构的研究基础之上,本文运用射流卷吸空气紊动搅拌有利于提高流体气含率的特点,并结合新结构优势,设计并模拟优化了一种新型结构气泡发生器,即"螺旋膛线型气泡发生器"。经过实验模拟,相较于原始气泡发生器,新型结构对于气泡发生器喉管段湍流强度的提高具有明显效果。     

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:…     

射流混合装置多变参数试验优化及分散机制

射流混合装置被广泛应用于各个领域，其参数对引射性能、微粒运动及作用机制会产生重要的影响。但目前应用于煤泥浮选领域的射流混合装置多变参数缺乏系统性优化。为了优化射流装置的多变参数，搭建射流混合测试系统，探究面积比Ar、喉嘴距Le、喉管长度L、引射管开启度γ和喷嘴出口速度V等关键参数对引射性能的影响规律；基于物理模型参数优化值，调节测试系统，研究射流流场对物料的作用机制，考察射流流场对煤粒表面细泥的剥离能力；运用高速摄像仪捕捉射流流束对引射气泡的卷吸破碎情况；采用激光粒度分析仪揭示气泡粒径的迁移规律。结果表明：当面积比Ar=3.24、喉嘴距Le=0.56 D_h(D_h为喉管直径)时，引射流体流量比q最大；综合考虑引射能力和沿程损失，当喉管长度L=9D_z(D_z为喷嘴直径)、喷嘴出口速度V≥15 m/s时，射流装置的引射性能最为理想；引射流体的流量与引射管开启度γ成正比关系，引射速度受限于射流速度(以喷嘴出口速度V表征)，当射流速度达到15 m/s，引射速度达到上限；基于最优引射性能参数，单次射流混合作用对物...     

基于数值模拟的气泡发生器结构优化研究

气泡发生器作为离心浮选机的核心部件,其结构参数直接影响充气性能。运用CFD软件STAR CCM+对气泡发生器不同面积比的流场规律进行了两相流数值模拟,得到了速度场、压力以及吸气量等参数。模拟结果表明,在其他参数不变的情况下,吸气量随面积比增大呈降低趋势,面积比大于3.57后吸气量变化明显;扩散管出口速度随面积比的增大而先增大后减小,在面积比3.57处出现峰值;喉管处负压值随面积比增大呈减小趋势。根据数值模拟的结果,得出喉管与喷嘴的最佳面积比为3.57,为气泡发生器的结构优化提供了依据。     

浮选机的气体分散性能述评

气体在矿浆里的分散状态用气泡直径、气体率和气体升速三个指标描述。本文介绍了他们的定义和在工业浮选机内测量它们的仪器和典型的测量结果。研究发现浮选速率常数与气泡直径、气体率和气体升速都不相关，但与气泡表面积通量呈线性相关。气泡表面积通量是气体分散特性的综合反映。气泡分散特性测量结果可以用于浮选机的计算机仿真、优化充气量、搅拌速度等浮选操作参数。     

喷射式浮选机射流搅拌装置流场分析及结构优化

以喷射式浮选机射流搅拌装置结构优化为目的,选用合理的CFD数值模拟计算方案,综合考查引射性能和流场特性两个指标,对面积比、喉嘴距、喉管长度、引射管布置方式和位置进行优化计算;设计了长喉管、短喉管、导流叶片喷嘴和无导流叶片喷嘴共4组不同结构参数的射流搅拌装置试验,考查并验证了喉管长度和喷嘴内导流叶片对引射能力的影响;采用激光粒子测速仪测试了喷嘴内导流叶片对射流流束形态演变的影响。结果表明:面积比a=1.96～3.24,喉嘴距L_e=0.2D_h～0.6D_h(D_h为喉管直径)、引射管采用双侧对称布置、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z(D_z为喷嘴直径),射流装置的混合效率最理想,引射管布置位置对混合效率影响较小;喷射室压力在0.145～0.160 MPa时,喷嘴内设置导流叶片,长、短喉管吸气能力平均至少提高30.73%和33.94%,引射管全开时长喉管较短喉管的吸气能力高出15%以上。结构参数对流场的影响表现在,面积比增大及引射管靠近喷嘴出口布置,喉管内射流流束的中心速度衰减越快,喉嘴距变化对中心速度的衰减影响较小;喉管长度≤6D_z时,流束中心的流核一直持续到喉管出口,引射流体和工作流体在喉管内动、质量交换不完全;喷嘴内设置导流叶片,有利于流束中心的流核区减小,原因是流束以旋转射流的形式从喷嘴喷出,形成了更有利于工作流体与引射流体动、质量交换的湍流流场;基于理想的引射性能和流场特性,面积比a=3.24、喉嘴距L_e=0.6D_h、引射管采用双侧对称且正对流核区域布置方式、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z为射流搅拌装置的最优结构参数。     

旋流喷射浮选柱气含率影响因素研究

浮选柱气含率大小是决定浮选效果的一个很重要的因素。研究了清水且不加起泡剂的条件下旋流喷射浮选柱中静压力大小、流体流量和充气量对气含率的影响以及挡板添加时气含率的变化情况。结果表明：气含率随着流体静压力、流体流量以及充气量的增加而增大,并且流体流量的影响最大,静压力的影响最小。在添加挡板的情况下,气含率随着挡板高度的增加以及离矿浆喷射端口距离的增加而增大,要得到合适的气含率,所加挡板的高度应高于柱体总高度的2/10,同时挡板离喷射端口的距离应控制在柱体长度的5/10和7/10之间。     

“旋流”对浮选柱气含率及气泡尺寸的影响

为研究"旋流"对浮选柱气含率及气泡尺寸的影响,通过改变中矿循环量及进气量等操作参数,以空气-水两相体系为对象,利用体积法和摄像法,对径向进气、切向进气及切向倒锥加强旋流结构进气等3种结构的浮选柱内的平均气含率及气泡尺寸的分布情况进行了试验。结果表明:无论是否采用旋流结构,浮选柱内的平均气含率均随表观气速的增大而增大,随循环压力的增大而增大,随中矿循环量的减小而增加。旋流结构的存在会使浮选柱对操作条件的变化更敏感,压力等操作条件的变化会引起气含率的显著波动。与无旋结构相比,有旋结构的变工况适应性较差;"旋流"作用显著影响浮选柱内气泡尺寸的分布:一方面能增加浮选柱内微小气泡(0.1~2 mm)的数量,微小气泡占比较无旋结构平均高出约20个百分点;另一方面也会造成气泡聚并,生成大尺度的帽状气泡,聚并效应随充气量的增大而增强。大气泡的脉动、破碎会加剧静态分选区的湍流程度,不利于粗颗粒矿物的静态分选。     

工业浮选柱的气含率测定及其影响因素研究

气含率是影响浮选柱分选效果的重要参数之一。采用压差法测定浮选柱内部的气含率,并基于直接数字控制(DDC)技术和MCGS组态软件,设计开发了适合于工业浮选柱的气含率测试系统。通过对循环压力、充气量和起泡剂用量3个因素进行试验,研究了它们对工业浮选柱气含率的影响。结果表明:循环压力、充气量和起泡剂用量对气含率影响显著;在一定范围内气含率随着循环压力、充气量和起泡剂用量增大而增大,当增大到一定程度时气含率增大的幅度逐渐减小。     

双余弦自吸气淹没喷嘴气泡粒径分布规律

根据引射吸气方式设计了一种双余弦自吸气喷嘴,为解析该喷嘴在不同操作因素下的气泡粒径分布特征规律。选择甲基异丁基甲醇(MIBC)作为起泡剂,利用图像分析法测量了不同起泡剂浓度、入流压力、喷嘴距、不同深度下的气泡粒径分布,分析了不同入流压力下喷嘴的吸气能力。结果表明:随起泡剂浓度的增大,气泡Sauter直径逐渐减小,当浓度达到临界兼并浓度0.112 mmol/L时,气泡粒径稳定于某个常数值,且入流压力越大,常数值越小,气泡粒径分布范围越窄,小气泡含量增大,如入流压力P=0.14 MPa时,气泡Sauter直径为0.32 mm,中间粒径气泡含量为40.73%;气泡直径随入流压力的增大逐渐减小,随喷嘴距增大逐渐减小,随不同深度增加线性增大,且药剂浓度达到临界兼并浓度时,减小(增加)趋势均变缓慢;吸气量随入流压力增大线性增大,且喷嘴距越大吸气量越大。     

操作参数对微泡发生器内流场影响的研究

运用流体动力学软件FLUENT,采用非结构化网格技术对不同操作参数下微泡发生器内的流场进行了分析对比,结果表明:在其他参数不变的情况下,过低的喷嘴入口速度将使吸气管处产生回流现象;随着喷嘴入口速度的增大,紊动能的最大值随之增大;喷嘴入口速度越大,工作压力越大;随着背压的增大,充气速率下降,最大工作压力缓慢增大。     

新型的充气量探测器及其在浮选柱操作中应用

已研制出一种能直接用于在线测定浮选系统充气量的新型探测器。这种探测器由两个测传导率的测定槽构成，其中一个测定槽测定气体－矿浆的分散传遍地率（开放槽）；另一个测定槽只测定矿浆本身的传导率（虹吸槽）；根据这两个槽的测定及分散传导率的马克斯韦尔模型便可计算充气量的大小。这种测定装置的新颖之处在于虹吸槽的作用，它能在气泡存在条件下单独测定矿浆的传导率，故具有在线测定的能力。通过用实验室型及工业型浮选柱进行     

喷射式浮选机充气搅拌单元结构参数研究

为了探讨充气搅拌单元结构参数对喷射式浮选机充气性能的影响规律,对最大给料量为3m3/h的浮选机充气搅拌单元进行设计和研究。研究表明:矿浆分配器与空气反应器的喷浆面积比K、空气反应器和矿浆分配器的喷嘴参数是决定喷射式浮选机充气性能的关键因素;给料压力和喷浆角度在一定程度上影响充气效果。空气反应器喷嘴最佳参数为10×2.0 mm,面积比K为7~8,喷射角12.5°时,喷射式浮选机充气均匀稳定、吸气量充足;矿浆分配器喷嘴的最佳参数为18×4 mm,给料压力为0.22 MPa时,充气量达到1.65 m3/(m2·min),充气均匀系数94.31%,充气混合系数1.20,喷射式浮选机充气性能优良。     

KYF型浮选机内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。     

浮选药剂射流乳化参数的试验研究

为了优化射流乳化器的结构参数,对最优结果进行了单因素分析,运用CILAS 1064高精度激光粒度分析仪对乳化效果进行粒度和比表面积测定。试验结果表明喷嘴离喉管的距离、给入水流的压力是影响乳化效果的显著性因素,各因素对乳化效果的影响规律为:给入压力(喷嘴和喉管之间的距离(喉管长度(喷嘴直径(药剂流量。试验获得的最佳射流乳化效果是油滴比表面积为3 541.57 cm2/g,当喷嘴和喉管之间的距离为4mm、喉管长度为55mm、喷嘴直径为6mm、药剂流量为45kg/h时,射流乳化效果最好。