中煤有压再选三段重介质旋流器数值模拟研究

摘要

本文对三产品重介质旋流器的发展以及技术现状做了简要的介绍，详细分析了三产品重介质旋流器存在的中煤带精问题的原因，列举出目前常用的对中煤进行再选的工艺方法，在此基础上，为解决中煤带精的问题，提出了中煤有压再选三段重介质旋流器的构思。中煤有压再选三段重介质旋流器是在现有的三产品重介质旋流器基础上做出的改进，在第二段旋流器溢流管末端切向开口，中煤通过连接管进入第三段旋流器中进行分选，此结构可以充分利用第二段旋流器的旋流余压为第三段旋流器的分选提供动力;同时在第三段旋流器上增设补水管，不仅可以调整密度，还可以增加分选动力。
　　本文利用数值模拟技术对中煤有压再选三段重介质旋流器进行理论研究，借助于数值模拟技术分析其内部流场的分布，将结果与凯尔萨尔等人对旋流器的实验研究结果进行对比分析，从理论上探究中煤有压再选三段重介质旋流器的结构可行性。对中煤有压再选三段重介质旋流器进行数值模拟分析可知:
　　(1)第二段溢流管末端切向开口规格的设计，利用数值模拟技术对不同的开口规格进行分析，通过分析结果对比，确定最佳开口尺寸;
　　(2)对速度场的数值模拟结果分析，选取不同截面得到旋流器内部的切向速度与轴向速度分布曲线图，通过与凯尔萨尔等人的实验测试数据进行对比，得知中煤有压再选三段重介质旋流器的速度场分布符合分选要求;
　　(3)通过对压力场的数值模拟结果分析可看出，中煤有压再选三段重介质旋流器内部的压力场分布较好，负压区域稳定并且面积大小符合分选要求。

目录

声明

摘要

第1章 研究背景

1．1 三产品重介质旋流器分选原理及发展现状

1．1．1 分选原理

1．1．2 三产品重介质旋流器发展现状

1．2 三产品重介质旋流器中煤带精问题原因分析

1．2．1 主观原因

1．2．2 客观原因

1．3 常见的中煤再选工艺

1．4 三段重介质旋流器的提出

1．5 本课题主要研究内容

本章小结

第2章 数值模拟技术简介

2．1 数值模拟软件简介

2．1．1 CFD概念

2．1．2 Fluent软件

2．2 旋流器的数值模拟技术研究现状

2．3 流场模拟数学模型

2．3．1 湍流K-ε方程模型

2．3．2 雷诺应力模型(RSM模型)

本章小结

第3章 三段重介质旋流器概述

3．1 三段重介质旋流器结构简介

3．2 三段重介质旋流器工作原理

3．3 三段重介质旋流器结构参数确定

本章小结

第4章 三段重介质旋流器数值模拟

4．1 数值模拟流程简介

4．1．1 结构化网格划分

4．1．2 网格质量判定

4．1．3 控制方程组离散格式

4．1．4 求解方法确定

4．1．5 数值模拟边界条件确定

4．2 部分结构参数优化

4．3 数值模拟结果分析

4．3．1 切向速度分析

4．3．2 轴向速度分析

4．3．3 压力场分析

本章小结

第5章 结论与展望

5．1 研究结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

致谢