水力旋流器的流场模拟与控制研究

摘要

水力旋流器内固-液两相流场是极其复杂的三维强旋转流流动，这给旋流器的流场数值模拟和实验测量带来了一定的困难。针对旋流器内部的这种复杂两相湍流运动，本文采用了FLUENT软件中的RNGk-ε模型和雷诺应力模型(RSM)，利用贴体网格与分块网格技术，对旋流器内液相流动状态进行了数值模拟，并将模拟结果与实验数据进行分析和比较，结果表明雷诺应力模型(RSM)比RNGk-ε模型更准确地描述了旋流器内部的流动状态。固-液两相流的模拟是在液相流场计算的基础上，采用DPM模型和涉及湍流扩散影响的随机轨道模型，同时在湍流模型中加入了颗粒影响的源项，总结了不同直径的颗粒在不同入口位置进入旋流器后的运动轨迹和颗粒分离效率。 根据数值模拟的结果，分别进行了实验室实验与工业试验。在实验室实验中，分析了入口压力与入口流量的关系，还对旋流器的生产能力、分流比进行了详细的研究，对于确定旋流器的合理工艺参数，解决旋流器分级工艺中的问题，旋流器分级工艺的设计以及对旋流器开展理论研究与新型旋流器的开发等具有重要意义；工业试验是在实验室实验与数值模拟的基础上，在齐大山选矿厂二选车间的1-1＃磨矿系统用水力旋流器代替螺旋分级机，采用分散式控制，试验结果表明控制方案的可行性。同时也提出了一些新的改进方案，用现场总线与PLC相结合，完善了控制系统，稳定性和分级效率也提高了很多。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪 论

第二章水力旋流器的工作原理

第三章湍流模型与数值计算算法

第四章水力旋流器的流场模拟

第五章水力旋流器的控制研究

第六章结论与后续工作计划

参考文献

附录

致谢