基于CFD法的螺旋溜槽内二次环流分布特性研究

摘要

螺旋溜槽内的二次环流是固体颗粒分带进而实现分选的关键流场,深入研究二次环流分布特性有助于揭示其分选作用机制.本文采用C FD法考察了不同数值条件对螺旋溜槽内横向流速分布的影响,确定适于螺旋溜槽中水流特性的计算方法,进而查明二次环流在螺旋溜槽内的空间分布特性.结果表明,当采用RNG k-ε湍流模型、网格划分数量为522410、底壁网格尺寸设为2 mm时,CFD模拟结果更稳定,与横向流速理论分布特性也更加吻合;随过流圈数增多和主流速度增大,流体的离心惯性力加强,二次环流由此形成并渐趋稳定,同时横向流速分界点(内外流速转向点)位置下移,上下流层分流比例改变,上部流体沿水深分布特性亦愈加稳定;二次环流形成后,随着流体质点位置外移,横向流速分界点位置亦下移,二次环流轮廓呈现内薄外厚形态,表面流体质点的最大向外速度和下部流体的最大向内速度均出现在螺旋溜槽外缘端点以内10 m m左右.研究结果可为进一步研究螺旋溜槽内颗粒运动和分选行为提供参考.