旋风分离器流场优化研究

介绍了旋风分离器的结构组成、功能原理,以测试数据作为边界条件,模拟井下工况对旋风分离器流场进行了数值模拟,以气体压力变化率作为流场优化目标函数,对旋风分离器内部流场进行了优化,优化后,旋风分离器内部气体压力变化率明显降低,从而为锚杆钻车降噪研究奠定了基础。     

褐煤干燥提质使用的旋风分离器流场数值模拟研究

旋风分离器作为褐煤干燥提质设备的主要组成部分,内部有着复杂的湍流流场,而且在内部温度很高的条件下,其他试验无法进行。为了解决这一问题,应用Fluent数值模拟软件,对旋风分离器在褐煤分离提质过程中的流场状态进行了分析研究,从而掌握旋风分离器在分离过程中的流场形态,为旋风分离器的设计和改进提供了理论依据。     

旋风分离器数值模拟及结构优化研究进展

对旋风分离器流动理论做出总结,对比各湍流模型的优劣,采用大涡模拟或雷诺应力模型能较好模拟旋风分离器内部流场。从机理上分析旋风分离器的分离理论,分区分离模型在边界层分离理论的基础上细化旋风分离器内部的流场区域,是现阶段的发展趋势。根据工业发展的需求重点阐述高温高压工况对旋风分离器流场及分离效率的影响。并对现阶段旋风分离器的结构优化做出分析总结,提出未来的发展趋势。     

直切双入口旋风分离器流场的数值模拟

用RSM模型对直切式单、双入口型旋风分离器三维流场进行了数值模拟,结果表明:双入口型改善了单入口型式流场的不对称性,减小了流场内部的涡流;随着入口尺寸减小,进口气速的提高,其切向速度和总压增加明显,而轴向速度和径向速度变化不明显。     

CFD模拟旋风分离器自然旋风长

利用计算流体力学软件Flowizard对不同结构尺寸的旋风分离器气相流场进行数值模拟采用分离器锥体段中心湍动能峰值定位自然旋风长的方法，分析了入口面积、芯管下口直径、下溢口直径和锥体段长度对自然旋风长的影响。拓展了分离器内部流场由多个自然转折旋风串联的概念。通过增加锥体段长度和入口风速来实现旋风串联、多级分离的效果，延长自然旋风长，有益于提高分离效率。     

基于响应曲面法的旋风分离器排气管优化研究

目前针对旋风分离器排气管的研究主要为排气管直径与内伸长度,为进一步优化排气管对旋风分离器性能的影响,基于计算流体动力学的数值模拟方法,应用雷诺应力模型、离散相DPM模型对Stairmand旋风分离器内部流场进行模拟,并采用响应曲面法对变量和目标函数进行优化设计分析。结果表明:当D_e/D=0.75、D_c/D=0.485、S/D=1.130时,分离效率较优化前增加了 4.72个百分点,压降较优化前降低了 6.27%,内部流场更加稳定,优化后的结构对2～4 μm粒径:的分离效率提高显著,4～10 μm各粒径的分离效率均在95%以上,对呼吸尘旋风分离器的结构优化具有参考价值。     

旋风分离器分离效率关键影响因素研究

为研究影响旋风分离器分离效率的关键因素,利用CFD软件分析了不同内锥长度下旋风分离器内部流场分布、中心轴处风速-位移变化曲线、分离效率曲线,发现内锥长度不影响分离效率而影响进出风口之间压差.探讨了大蜗壳和小蜗壳两种进风结构的旋风分离器的分离效率以及对气流流动的阻力,物料粒度较细时,小蜗壳进风结构的分离器效果较好;物料粒...     

呼吸性粉尘旋风分离器采样效率数值研究

为了研究开发满足我国BMRC采样规范的呼吸性粉尘预分离器,基于流体力学软件Fluent 6.3对不同结构尺寸呼吸性粉尘旋风分离器内部流场进行模拟仿真,选用标准正交表进行采样效率模拟实验,并利用回归设计技术建立了采样效率的二次回归预测模型。通过数值模拟比较预测模型发现,利用提供的方法研究呼吸性粉尘旋风分离器采样效率可保证计算模型可靠性,提高设计效率。     

粉煤热解系统旋风分离器流场的数值模拟研究

为了进一步了解粉煤热解系统旋风分离器的流场分布规律,在根据旋风分离器实物建模的基础上,选用RSM湍流模型、离散对流项QUICK格式、压力梯度项PRESTO格式对其流场进行数值模拟。对于旋风分离器的切向速度分布、轴向速度分布及流场湍流结构的模拟分析说明,通过该数值模拟方法能够得到合理的流场分布规律,这为后续的颗粒场模拟奠定了基础。     

旋风分离器流场数值模拟及其涡结构识别

采用计算流体力学软件Fluent,基于非稳态雷诺应力湍流模型对旋流分离器流场进行了模拟,得到了旋流分离器内部切向速度和轴向速度分布,并与实验值进行对比;同时将Q判据应用于旋风分离器内漩涡结构的识别,比较了切向进口处两种不同网格结构对涡结构的影响。结果表明:非稳态的雷诺应力湍流模型模拟结果对切向速度进行很好的预测,几乎与实验一致,轴向速度与实验结果趋势一致,能够很好的预测轴向速度的"驼峰"结构;切向进口处的网格质量由于伪扩散对模拟结果有影响,需要进行优化;利用Q判据能够将旋风分离器内部的旋进涡及环形空间二次涡进行准确识别,在旋风分离器中心轴线附近及环形空间存在漩涡。     

QEMSCAN analysis as a tool for improved understanding of gravity separator performance

QEMSCAN analysis of the feed and products to a gravity concentrator can provide a detailed understanding of the effect of mineralogy, particle size and liberation on separator performance. The use of particle categorisers in Intellection’s iExplorer software allows particles to be classed by calculated density and size. Mineral, or elemental, recovery data by size can then be determined for a given set of operating conditions much more easily than by using conventional heavy liquid analysis. The procedure has been demonstrated successfully for the Mozley laboratory mineral separator using a chromite ore.QEMSCAN analysis has been shown to readily provide separator performance as a function of particle size and density. This information was used to model the performance of the separator. The model was tested against a second independent ore giving encouraging results when used for prediction of the recovery/grade relationship. The potential for using this technique to predict industrial separator performance from feed mineralogy is discussed.     

Dynamic model for a dense medium drum separator in coal beneficiation

Dense medium drum (DMD) separators are unit processes that are typically used to beneficiate coal, iron ore and other minerals by making use of density separation. Some coal dense medium separation plants typically include a DMD separator. The operational management of this unit process is often limited to localised control of medium density and feed mass flow rate. Dynamic models for coal dense medium separation have been developed by the authors with the intention of using them for dynamic control.A suitable dynamic model for a DMD separator could not been found in the available literature. This paper shows how the dynamic model for a dense medium cyclone has been applied to a DMD separator. The model parameters were determined and the performance of the model is evaluated using actual plant data from a Wemco drum. Coal washability and drum partitioning behaviour are used to estimate the grade of the product for model grade simulation and validation.     

重选设备搅拌器优化设计中Fluent的应用

针对铝土矿资源特点,设计了一种适合铝土矿预分选脱硅的重选设备。在确定了最佳的工艺参数基础上,对其中的关键部件搅拌器进行了优化设计。利用GAMBIT构造三维实体模型和网格划分。基于有限体积法和标准湍流模型,利用CFD数值模拟软件Fluent和多重参考系(MRF)法,通过求解雷诺时均化的Navier-Stokes方程,对不同搅拌器的流场进行数值模拟。结果表明,搅拌器叶臂倾角的增大,不能有效地改善铝、硅相分布的均匀性。平臂搅拌器随着齿高度的增加,壁面处的湍动强度变化梯度逐渐减小,设备中的湍动强度趋向于均匀,沉砂的铝硅比提高幅度较大,而其产率和氧化铝的回收率只有小幅度的下降。实际矿石分选试验验证了Fluent数值模拟指导搅拌器设计的可行性。     

微粒在旋风分离器中的分离特性与数值模拟

针对比较难分离的微粒,运用数值模拟方法对其在旋风分离器中的运动进行模拟。气固相研究分别采用了雷诺应力模型和拉格朗日模型,模拟出了旋风分离器中气流的流动特征和粒子运动特性。将模拟得出的旋风分离器的分离效率和实验结果比较,结果表明,对于粒径大于4μm的颗粒,数值模拟结果和实验结果吻合得比较好。     

挡板倾斜角度对热高压分离器内颗粒漂移影响的数值模拟

以煤直接液化工艺过程中热高压分离器(简称"热高分")内的颗粒漂移为研究对象,建立带静态分离挡板的热高分物理模型,并采用VOF(Volume of Fluid)模型和DPM(Discrete Phase Model)模型,数值分析静态分离挡板5种倾斜角度下热高分罐内部速度场、不同液位高度颗粒平均浓度及气相出口煤粉漂移率的分布规律。研究结果表明:静态分离挡板的倾斜角度对速度场的影响明显,在挡板附近区域形成小回流涡旋效应,产生对颗粒随气流夹带提升的抑制作用;颗粒平均浓度在气-液交界面区域最高,随着热高分罐内高度的增加而逐渐降低;与其余倾斜角度相比,α=45°时气相出口的颗粒漂移率达到最小,较未设置分离挡板时,颗粒漂移率降低50%以上。研究有望为热高压分离压力容器的设计和运行优化提供参考。     

细粉物料干式磁选机的国内发展现状

与湿式磁选相比,干式磁选具有节省水资源、选矿流程短、设备投资少、占地面积少、选矿成本低等优势。我国的铁矿资源品位越来越低、嵌布粒度细,亟需开发细粒级物料干式磁选机。本文根据现有各种型式干式磁选机的结构和工作原理将其分为磁重联合干式磁选机、直接给料风重磁联合干选机、风力送料干式磁选机等几类。磁重联合干式磁选机主要有固定磁系筒型干式磁选机、干式对辊强磁选机、带式旋转磁场干式磁选机、双环形移动磁系干式磁选机、干法强磁板式磁选机、干法筛式强磁选机、振动高梯度干式磁选机等典型型式。直接给料风重磁联合干选机主要有风力滚筒干式磁选机、风力带式干法磁选机、筒式流态化干式磁选机、三级干式永磁筒式磁选机、风磁耦合干式磁选机、干式风力磁选机、风重磁联合力场磁选机等典型型式。风力送料干式磁选机主要有风力送料板式磁选机、新型干式风磁联合磁选机、干式风力永磁精选矿机、风力给料干式永磁磁选机等型式。论文对以上20余种干式磁选机的结构、磁选原理、特点、适用范围等进行了介绍,并对各类干式磁选机的优势和劣势进行了分析。     

CFD技术在旋流器设计方面的应用

利用CFD技术对旋流分离器进行了数值研究,探讨了适用于旋流器的计算模型,包括紊流模型,多相流模型的选取和内部空气柱的计算方法。以锥形旋流器为例进行了数值计算,获得了旋流器的内部流场细节,对于旋流器的优化设计以及分离性能预测有着重要的指导作用。     

高频谐波磁场磁选机自适应液位控制系统研究

磁选机液位参数是影响此类磁选机分选指标的重要参数,在实际生产中,磁选机液位随着给矿条件的变化出现较大范围的波动,目前采用人工调整液位的方法,一方面人工工作量较大,另一方面人工调整精度与操作工业务水平相关,造成最终分选指标的波动。高频谐波磁场磁选机作为一种高精度分选设备,其液位调整的参数更多,分选指标对于分选液位的敏感度更高,单一依靠人工调整已无法满足使用要求。本文研制出一种磁选机液位控制系统,用于磁选机液位高精度自适应调控。     

物性和结构参数对旋风分离器压降影响的数值模拟

旋风分离器的压降是评价旋风分离器性能的一个重要参数,关系到分离系统的能量消耗和风机的合理选择。笔者在通过试验数据验证的基础上,运用Fluent软件的RSM湍流模型对旋风分离器进行了压降的数值模拟,得到了物料的密度和黏度以及旋风分离器直径对压降的影响规律。