垂直管道中固体颗粒运动轨迹研究

固体颗粒在垂直管道中的运动是非常复杂的物理过程,对微元体进行受力分析,建立了垂直管道中固体颗粒模型,并用高速摄影仪对颗粒的上升阶段和悬浮阶段进行图像捕捉,得到了固体颗粒的运动轨迹,以此对颗粒运动规律进行了探索。     

垂直提升管道中粗颗粒滑移速度试验研究

为了研究粗颗粒在深海采矿管道系统中的滑移速度, 采用粒子图像测速法对粒径为10 mm, 30 mm, 50 mm的锰结核、富钴结壳、多金属硫化物和模拟结核颗粒在垂直提升管道中的滑移速度进行了研究。试验结果表明, 粗颗粒矿石在提升管道中的滑移速度随颗粒形状系数、颗粒粒径和颗粒密度增加而增加, 随水流速度增加而减小。得到了粗颗粒矿石滑移速度计算公式, 计算结果与试验实测数据吻合较好, 对提升管道水力输送系统机理研究有一定参考价值。     

弧形管道水流速度分布研究

圆形断面的管道底部沉淀淤积是常有发生的，淤积的管道断面上过水部分就是本文研究的弧形管道。圆形断面管道的紊流速度分布已经得到了计算模型。弧形管道的索流速度分布研究是在圆形断面管道紊流的理论基础上进行，在做出某些假设后，采用数值模拟方法得出弧形管道的紊流速度分布规律，并得到大量的实验验证。     

红外图像在长输天然气管道焊接裂纹检测系统中的应用研究

焊接质量直接影响天然气运输安全,为此研究了红外图像的长输天然气管道焊接裂纹检测系统,提升了裂纹检测效果。该系统利用超声波激发电路发送超声波至长输天然气管道,产生热量;通过红外图像采集卡采集由热量形成的红外图像,传输至计算机;计算机通过红外图像分析模块处理获取的信息,得到焊接裂纹检测结果,若属于焊接裂纹实施现场警报,在日志内存储焊接裂纹相关信息;红外图像分析模块利用热响应差分法增强红外图像,通过自适应区域生长方法分割增强的红外图像,得到异常温度区域,通过数学形态学提取原始红外图像的焊缝轮廓信息,中级融合异常温度区域与焊缝轮廓信息,提取裂纹。实验证明,该系统可精准检测管道焊接裂纹,裂纹提取的完整性与质量较高;在检测微小裂纹时,依旧具备较优的检测效果;该系统分割红外图像时的敏感性与特异度均较高,分割效果较佳。     

基于机器视觉的运动煤颗粒检测和遮挡追踪

针对煤颗粒筛分过程中被遮挡而导致其运动分析实测数据缺失的情况,应用机器视觉的方法实现了对运动煤颗粒检测和遮挡追踪.文章搭建模拟激振实验台,使用高速摄像机采集单个煤颗粒被遮挡情况下的序列图像.在MATLAB中采用引导滤波对序列图像进行去除噪声预处理,使用混合高斯模型法(GMM)有效提取了目标煤颗粒的前景掩码,并利用卡尔曼...     

利用MATLAB软件实现赤铁矿絮凝体SEM图像的三维重建

赤铁矿絮凝体SEM图像的三维重建是观察絮凝体内部结构的重要方法,对于研究絮凝体的絮凝效果具有重要的作用。通过冷冻真空干燥法对絮凝体试样进行处理,并利用扫描电镜获取了赤铁矿絮凝体的SEM图像,应用MATLAB软件对试验获取的赤铁矿絮凝体SEM图像首先进行预处理,降低无关因素对图像的影响,为后续三维重建奠定了基础,并通过对三维数据的提取,三维显示效果的设置等,实现了赤铁矿絮凝体SEM图像的三维重建。结果表明：重建后的三维图像具有比较好的立体显示效果,可以更加直观地观测出颗粒的和孔隙的起伏程度,图像中黄色凸起的部分是颗粒,蓝色凹下去的部分是孔隙,颗粒集中于图像的中央,孔隙分布在颗粒中间和图像的边缘。重建后的三维图像,为后续研究絮凝体的三维孔隙率和三维分形维数提供了重要的依据。     

高炉渣离心粒化图像颗粒分割研究

高炉渣机械离心粒化过程中,基于图像识别的颗粒分割是实现粒径实时检测的关键因素。针对于高炉渣图像颗粒黏结而给测试带来困难的问题,在对图像做去噪处理后,结合改进的分水岭算法做颗粒分割,实现了黏结颗粒的准确分割。针对分水岭算法缺陷,结合积分图像的快速算法,对颗粒图像做局部阈值的二值化处理,并由形态学做细节弥补,采用了基于形态学重构距离图像算法以改进分水岭算法来分割颗粒图像,提高了处理效率,同时抑制了过分割现象,并准确地分割了黏结颗粒的图像,该算法为准确快速提取颗粒的特征参数奠定了基础。     

基于Otsu图像分割的颗粒与气泡碰撞检测方法

为了准确地检测出浮选过程中颗粒与气泡是否发生碰撞,提出了一种基于形态学图像处理和最大类间方差法(Otsu)的颗粒与气泡碰撞检测方法。首先利用图像的预处理操作优化图像,通过最大类间方差法分割出目标区域与背景区域,然后结合最小二乘法将颗粒与气泡拟合成圆,方便求取坐标信息及半径,最后将所有的颗粒位置提取到一幅图像中,实现了对颗粒位置的跟踪,避免了连续帧图像跟踪的复杂程度。结果表明,该算法能够快速地检测出颗粒与气泡是否发生碰撞,有效地节省了人工试验的工作时间。     

垂直管道内粗颗粒运动特性数值模拟

为研究深海采矿管道提升系统中颗粒的运动规律, 采用数值模拟的方法对不同粒径、不同入射位置的单个颗粒及单一粒径和混合粒径颗粒群的运动规律进行了研究。结果表明, 颗粒输送速度随着颗粒粒径增大而减小; 从管道中心到壁面, 颗粒速度逐渐减小; 颗粒群输送颗粒存在一定程度的碰撞, 输送的能量损失更大。得到了垂直管道内颗粒的运动规律, 对颗粒输送速度、碰撞、能量损失等进行了量化分析。对未来深海采矿水下输送系统设计有一定参考意义。     

基于CFD-DEM的气力输送变径管中颗粒流动特性分析

为明确气力输送中变径管几何参数对管道中颗粒流动特性的影响规律，采用CFD-DEM耦合方法对5种不同变径比和变径长度的水平变径管进行了数值模拟，探讨了变径比、变径长度等几何参数对变径管中颗粒速度、压力损失以及弗劳德数的影响规律。结果表明，变径管可以降低颗粒速度，且随着变径长度和变径比增大，变径管中颗粒速度均呈现先增大后减小的趋势；变径管可以降低管道压降，增大变径比和变径长度，管道中压力损失增大；变径比越大，变径后管道中弗劳德数越小；变径长度越长，弗劳德数下降越慢。     

复杂形态管道中粗颗粒水力输送的临界条件研究

通过自行设计的管道试验系统,研究在不同流速、粒径和体积浓度条件下,粗颗粒堵管的临界条件及其安全输送的方法。试验结果表明：①颗粒的粒径和体积浓度对粗颗粒系统安全输送有重要的影响,随着粒径和体积浓度的增大,临界流速提高,且当系统的输送速度大于临界流速时方可实现系统的安全输送;②在粒径一定的条件下,随着倾角的加大,粗颗粒在弯管处发生堵管所需要的临界流速降低;③在堵管的情况下,粗颗粒高效安全输送的临界条件主要取决于体积浓度和流速。     

基于LabVIEW的管道甲烷气体监测系统设计

为改善管道甲烷气体浓度超标带来的安全隐患,设计基于LabVIEW的管道甲烷气体监测系统。使用下位机子系统的红外光电传感器采集管道甲烷气体信号数据,将STM8处理器处理后的信号利用网络通信模块传递到上位机子系统,其通过LabVIEW编写的串口程序,在完成串行初始化和数据接收的基础上,数据处理模块采用小波变换方法消除信号中的噪声;根据除噪后的信号,管道甲烷气体浓度检测模块运用谐波检测方法获取管道甲烷气体浓度信息,并保存至数据存储模块;用户使用数据显示模块可以查看保存的信息,以此实现管道甲烷气体监测。实验结果表明,该系统具有良好的红外光电传感器零点稳定性和甲烷气体信号去噪能力,各监测点的甲烷气体浓度检测绝对误差最大仅为1.45%。     

粗颗粒浮选技术与装备研究进展与趋势

矿物的粒度是影响矿物浮选的关键因素之一,粗颗粒浮选 不仅对于缓解碎磨压力、节能降耗具有重大意义,而且有利于尾矿的资源化利用,为无尾或少尾矿山提供 了新的解决方案,因此粗颗粒浮选对于绿色矿山建设意义重大。从颗粒表面特性基因和泡沫特性基因的角度出发, 结合基因矿物加工工程的理念,综述了国内外对粗颗粒浮选技术与装备的研究进展,分别总结了机械搅拌式粗粒 浮选、粗颗粒流化床浮选和泡沫中分选（SIF 法）浮选技术的原理及其优势和不足。重点对影响粗颗粒浮选过程中的 因素进行了探讨,明确了影响粗颗粒浮选的关键因素,常规浮选技术难以从根本上提升矿石分选的粒度上限,复 合力场与浮选的结合为粗颗粒乃至超粗颗粒的浮选提供了可能,将推动矿物综合回收率的进一步提升和尾矿资源 的高消纳综合利用。     

重庆赵家坝中低品位铝土矿选矿试验研究

重庆赵家坝低品位铝土矿属沉积型铝土矿床,矿石含Al2O3 57.12%,SiO2 10.64%,TFe 9.78%,S 0.036%。铝硅比为A/S=5.37。矿石中的一水硬铝石与黏土矿物的胶粒集合体的工艺粒度较粗,0.1mm以上粒级含量达到80.82%,因此对矿石采用粗磨入选较为有利。针对该矿石性质进行了磨矿分级选矿、擦洗-脱泥方案和选择性磨矿-粗、细粒分级-正浮选工艺方案的对比试验研究,结果表明,选择性磨矿-粗、细粒分级-正浮选工艺方案较优,该方案最终可获得精矿铝硅比8.23,精矿Al2O3品位62.66%,回收率91.42%的技术指标。     

粗颗粒在复杂空间形态管道水力输送中运动形式的研究

采用高速摄像技术,探讨了不同粒径、体积浓度和输送速度条件下,粗颗粒在复杂空间形态管道中的运动状态及临界条件。研究结果表明:粗颗粒在复杂形态管道中的运动状态表现出不同的特点,水平管道中以滑动推移为主要运动形式,倾斜上升管道中以滑动推移和悬移为主要运动形式,倾斜下降则主要存在下滑和悬移两种;粗颗粒在管道中的运动状态与颗粒粒径、管道形态等因素有关,就悬移运动状态而言,倾斜角度越大,粗颗粒越容易形成悬移。基于试验结果提出了临界条件的计算公式,实测值与计算值基本吻合。     

基于双目视觉深度感知的带式输送机煤量检测方法

针对带式输送机存在煤料图像难以识别,以及煤料内部颗粒间隙非均匀随机分布导致体积难以计算的问题,提出了一种由运输煤料识别模块、运输煤料三维信息提取模块和运输煤料量计算模块3部分组成的基于双目视觉深度感知的带式输送机煤量检测方法。其中,运输煤料识别模块采用小波变换算法增强运输煤料图像,并结合K-means聚类算法分割出煤料图像;然后,运输煤料三维信息提取模块采用双目视觉方法获取煤料图像各点的深度信息,从而得到运输煤料三维点云信息;最后,运输煤料量计算模块将Delaunay算法与T-S模糊推理算法相结合,求得煤料体积,进而应用煤量计算公式实现煤量的检测。利用实际图像进行了实验研究,结果表明所提方法的有效性。     

Simple texture-based liberation modelling of ores

Mineralogical analysis is often used to assess the liberation properties of particles. A direct method of estimating liberation is to actually break particles and then directly obtain liberation information from applying mineralogical analysis to each size-class of the product.Another technique is to artificially apply random breakage to the feed particle sections to estimate the resultant distribution of product particle sections. This technique provides a useful alternative estimation method.Because this technique is applied to particle sections, the actual liberation properties for particles can only be estimated by applying stereological correction. A recent stereological technique has been developed that allows the discrepancy between the linear intercept composition distribution and the particle section composition distribution to be used as guide for estimating the particle composition distribution.The paper will show results validating this new technique using numerical simulation.     

粗颗粒浮选机的研制与应用

粗颗粒浮选机是一种既能选别常规粒级、又能选别较粗粒级的全粒级充气机械搅拌式浮选机,特别适用于选别含有粗粒级的有色、黑色、非金属矿物,对一般硫化矿物的入选粒度上限可达０４ｍｍ（３５％－００７４ｍｍ）,该机的特征和技术关键在于采用了新式叶轮—定子系统、独特的槽体结构和产生悬浮层的格子板,在它们的联合作用下获得了叶轮在低转速下粗粒矿物在槽体中部的悬浮层和细粒矿物经两侧至槽体底部的流体大循环,使深槽浮选机浅槽化,创造了粗、细粒矿物向气泡附着及良好的升浮条件,从而解决了粗粒矿物浮选易沉槽和不易获得较高选别指标的技术难题。