对喷射式浮选机流场分布的数值模拟及试验研究

摘要

随着采煤机械化程度的提高以及煤炭入洗比例的不断增大，进入浮选系统的细粒煤的含量不断增加，这就对浮选机的性能提出了更高的要求，喷射式浮选机是很有发展潜力的浮选设备，在近些年得到了快速发展，但对喷射式浮选机浮选槽内流动规律的研究才刚刚起步，而浮选槽内流体的运动规律则是影响浮选机性能的关键因素，因此很有必要对喷射式浮选机槽内流动规律进行研究和探索。
　　目前喷射式浮选机的循环入料方式只有从槽体上方向下冲击一种方式，而循环入料冲击方式的改变则会改变浮选槽内的流场结构，因此本文对喷射式浮选机不同循环入料方式下的流场结构进行了研究。以理论分析、Fluent模拟计算、粒子图像测速试验(PIV试验)等手段作为技术支持来完成研究工作。通过浮选基本理论及喷射式浮选机的工作原理介绍了计算和实验模型的提出依据和主要内容;通过Fluent模拟计算对各个实验模型的流场进行模拟计算，对模拟结果进行了分析和讨论;利用相似模拟化原理，设计出实验室测试槽和模型机的工作系统，并应用粒子图像测速系统(PIV)对实验模型的流场进行了测试。
　　通过对不同循环入料方式下的短喉管充气搅拌装置模型、叶轮模型、叶轮定子模型及挡板模型的槽内流场进行模拟计算，并对叶轮模型和挡板模型进行了PIV测试，通过模拟和计算结果的分析对比，得出测试结果和模拟计算结果流场结果较为吻合，说明了计算模型的合理性，可以通过模拟计算来对浮选槽内的流动规律进行预测，通过对不同模型槽内流场分布的分析与讨论，使我们能够较为清楚的了解浮选槽内的运动规律，最终结果显示叶轮定子模型及挡板模型的流场结构较其它模型更为合理。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 喷射式浮选机的研究现状及存在问题

1．1．1 喷射式浮选机的研究现状

1．1．2 喷射式浮选机目前存在的问题

1．2 流体动力学研究的现状

1．3 本课题研究的内容与意义

1．3．1 研究内容

1．3．2 本课题研究的意义

2 喷射式浮选机的结构及技术特点

2．1 喷射式浮选机的结构与工作原理

2．1．1 喷射式浮选机结构与各部分功能

2．1．2 喷射式浮选机的工作原理

2．2 喷射式浮选机的主要技术特点

3 浮选机分选过程分析及计算模型介绍

3．1 浮选过程分析

3．2 计算模型提出思路及介绍

3．2．1 模型提出思路

3．2．2 计算模型介绍

4 浮选机流场的数值计算及结果分析

4．1 CFD简要介绍

4．1．1 Gambit系统简介

4．1．2 浮选槽内流体的控制方程

4．2 流场模拟结果及分析

5 PIV测试及结果分析

5．1 PIV系统及试验器材介绍

5．1．1 PIV系统简介

5．1．2 试验器材介绍

5．1．3 模型参数估算

5．2 试验结果与分析

5．2．1 测试截面的选取

5．2．2 速度矢量的分析

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果