基于CFD模拟的水力旋流器分级效率的预测

水力旋流器内部的流场相当复杂,基于CFD技术的模型已经被证明在模拟水力旋流器流场方面非常有用,对于在较宽的条件范围内操作和设计的分级机的颗粒分级性能预测也同样非常有效。在低浓度下使用离散相模型技术预测水力旋流器的分级效率,发现这些预测与试验数据相一致。     

动态水力旋流器流场数值模拟研究

动态水力旋流器具有分离效率高、压力损失小、处理量及处理量变化范围大等优点,是近年来研究比较多的除尘和油水分离设备.本文基于计算流体力学原理,利用流体力学FLUENT对中心进料式动态水力旋流器内部流场进行了研究和分析.通过模拟,可以准确地反映流场内部情况,从而对动态水力旋流器的分离效果及其性能进行预测并指导设计旋流器结构,为动态水力旋流器的优化设计提供依据.     

多锥体水力旋流器流体速度分布研究

本文采用雷诺应力模式(RSM)模拟多锥体水力旋流器流场,分析多锥体水力旋流器切向速度、轴向速度及径向速度的分布,发现多锥体水力旋流器的第二锥段具有稳定其流场的作用,因此与单锥体水力旋流器相比,多锥体水力旋流器的流场具有更好的稳定性,更有利于分离过程的进行.     

水力旋流器流场的CFD模拟研究

采用计算流体力学CFD应用软件CFX10.0对水力旋流器流场进行数值模拟。实验运用Pro/E建模,选用k-ε湍流模型对水力旋流器可以进行比较全面准确的数值模拟。通过单相流数值模拟实验,对水力旋流器内部不同部位的流场进行描述,为从理论上对水力旋流器进行结构优化提供了一条新的途径。     

水力旋流器结构参数n的定量研究

水力旋流器的结构参数n对于旋流器流场研究和结构设计非常重要,国内外不同学者在不同条件下提出了不同的n值来指导水力旋流器的设计。但是结构参数n与诸多因素有关,不同结构条件下的水力旋流器结构参数各不相同,如何准确确定具体结构条件下的结构参数n对研究和设计水力旋流器有着重要的意义。     

结构参数对水力旋流器分离性能的影响

采用雷诺应力模型对水力旋流器内水相流场进行了数值模拟,在此基础上利用颗粒随机轨道模型模拟泥沙颗粒相,在模型中考虑了颗粒由于湍流脉动而引起的扩散。并讨论了水力旋流器溢流管、底流管、筒体和锥角等结构参数对颗粒分离效率和压力降的影响。计算结果表明,不同结构参数的水力旋流器的颗粒分离效率和压力降有较大差别,在实际应用中,应根据不同要求选择合适参数的水力旋流器。     

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。     

新型水力旋流器的试验研究及工作原理

研制出一种加冲洗水圆筒圆锥筒式水力旋流器, 并对其分级性能进行了讨论。结果表明, 它可以在稳定底流浓度和操作的情况下, 显著提高分级效率。其最大分级效率可达 87.71%, 分别比普通圆筒圆锥筒式水力旋流器和普通圆筒式水力旋流器提高12.77%和15.50%。运用水力旋流器的流场理论对其分级原理进行了探讨。     

磨矿回路水力旋流器的选择与应用

近年来,保加利亚在选别有色金属矿石时日益广泛地采用水力旋流器。尽管水力旋流器结构很简单并得到广泛的应用,但它们的分选过程复杂且对其研究也很不够。由于这一原因,处理有色金属矿石使用水力旋流器的实际成果超过了理论研     

离心力作用下的油—水分离

从理论上分析了油－水旋转流场，主要是水力旋流器流场中的分离机理和旋流器的结构特征，指出应特别注意旋流器内的湍流，尤其是轴向湍流度、速度梯度以及它们对油滴的破裂和粗化的作用。介绍了作者研制的水力旋流器式油水分离装置及其效果，指出利用复合力对分离乳化油的重要作用。简介了根据作者的这种论点正在研制的新型双膜离心式油水分离器。     

两种水力旋流器速度场的研究

水封式水力旋流器(离旋器)为一种新型的高效率分级设备,以其柱体部分的薄导流层及水封沉砂口而区别于普通水力旋流器。本文采用激光测速的方法,对水封式水力旋流器及普通水力旋流器的速度场进行了系统测定,得出了两种水力旋流器在速度场分布规律原则上相似的前提下,具有一系列重要差别的结论。水封式水力旋流器中心液柱的存在,柱体部分的单环流动,锥体部分的轴向零速楔形过度区,更强烈的离心旋转等都与普通水力旋流器明显不同,并对分级过程产生重要影响。研究表明,某些已被广泛引用的关于普通水力旋流器速度场的结论尚可商榷。本文还通过对实测数据的数学处理,给出了两种水力旋流器三维速度的数学表达式:其中u_t,u_z,u_r分别为切向、轴向及径向速度;r为半径;n,k,a,b,m,C均为随轴向位置而变化的参数。上述的轴向及径向速度的经验公式在同类研究中尚不多见。     

中心锥对水力旋流器性能影响

利用FLUENT软件对内部增加中心锥的水力旋流器和内部增加中心柱的水力旋流器进行电石渣浆液流场的数值模拟仿真,对两种水力旋流器的压力分布、切向速度、湍流强度、速度矢量进行对比分析。通过试验验证,同等操作条件下,中心锥型水力旋流器和中心柱型水力旋流器的分离效率分别为85.04%、78.31%,溢流中Ca(OH)2浓度分别为90.07%、78.60%。仿真和试验结果表明:内部增加中心锥结构有利于提高水力旋流器的分离精度和分离效率。     

平底结构对水力旋流器流场特性及分离性能影响

基于数值模拟对比了渐缩平底旋流器与复合锥角旋流器流场特性,探究平底结构对水力旋流器流场的影响。结果表明,两种水力旋流器压强分布和切向速度分布基本一致,而空气柱附近压强梯度存在差异;渐缩平底旋流器溢流管下方湍流强度较低而底流口附近则相反;渐缩平底旋流器柱-锥交界面的空气柱附近轴向速度较高,导致其分流比较低。实验室旋流分离试验结果表明,平底结构能有效抑制溢流跑粗和底流夹细现象,显著提高分级效率,改善水力旋流器分离性能。     

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。     

电石渣提纯用水力旋流器的设计及优化

根据电石渣颗粒不同粒径范围内Ca(OH)2的含量,确定分离目标粒径和水力旋流器的结构尺寸。利用FLUENT软件中的多相流模型和离散相模型进行流场和颗粒运动的仿真,验证水力旋流器提纯电石渣的可行性,并对水力旋流器的结构进行优化。结果表明,利用水力旋流器对电石渣颗粒进行提纯具有一定的效果;通过对水力旋流器的结构进行的优化,增加了环形齿和中心柱,使其具有更好的分离性能。     

水力旋流器内部流场及分选过程的研究进展

论述了水力旋流器内部流场特性研究的发展历程及研究现状。详细介绍了数值试验方法在旋流器模型建立、内部流场特性描述、颗粒在其流场中的分离过程以及旋流器结构参数优化设计等方面的应用。在此基础上,提出了今后的研究方向与重点,即对于轴向零速包络面（LZVV）及空气柱的特性仍需进一步研究;在高浓度矿浆中,颗粒形状及颗粒与颗粒、颗粒与流体、颗粒与器壁之间相互作用对分离效率的影响仍是下一个时期的研究重点。     

基于PIV技术的单体三产品重介质旋流器内部流场分析

介绍了一种通过单个圆筒圆锥可分选出三种不同产品质量的新型单体三产品重介质旋流器,采用PIV技术对单体三产品重介质旋流器内部流场特性进行了测定并分析。研究结果表明:单体三产品重介质旋流器内部流体呈现双溢流现象,具有分选三种产品的功能,同时研究结果也为单体三产品重介质旋流器的结构优化提供理论支持。     

水力旋流器的径向速度

本文通过实验测定及理论分析,证明水力旋流器中的径向速度明显不同于多年来被广泛引用的Kelsall的结论,它与切向速度有相似的分布规律,与切向速度相比,径向速度的大小不可忽略,其对压力分布有显著影响。在离心力及径向曳力的作用下,粒子大小存在规律性的分布。     

倾斜入介口重介质旋流器流场特性研究

为了探索入介口倾角对重介质旋流器内部流场影响的规律,采用PIV测试技术和CFD数值模拟技术对倾斜入介口重介质旋流器的流场特性进行研究。研究结果表明:倾斜入介口重介质旋流器内部的三维速度普遍高于传统重介质旋流器,有利于设备节约能耗;当入介口倾角在85°左右时,重介质旋流器内部的流场最优,为重介质旋流器的结构优化提供了一定参考。     

水力旋流器的结构参数及工艺参数与流场规律的关系

用粒子动态分析仪作测试工具,在改变水力旋流器的结构参数和工艺参数的情况下,对水力旋流器内固粒运动规律进行了测定,并探讨了水力旋流器的结构参数及工艺参数对固粒运动规律的影响。