选矿设备
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  • KYF型浮选机内湍流特性的分析
    2015-12-21 10:53  点击:56
     在本文采用的 k-ε 湍流模型方程中,最重要的两个参数分别是湍动能 K 和湍流耗散率 E。

    由图 5 得出在叶轮区域的湍动能为 0.4 ~1.0 m2/s2,此区域的湍动能较大,有利于气泡与矿粒的碰撞和黏附。在浮选机底部的湍动能适中, 在2.06×10-2~2.76×10-2  m2/s2,这有效地防止矿粒沉底,不致浮选效率下降。运输区和分离区的湍动能在6.12×10-3~2.05×10-2  m2/s2,属于较为平稳的流动,从运输区到分离区的湍动能逐步减小,在运输区利于矿化气泡的上升,在分离区可以降低矿粒从气泡中脱落的概率,分离区湍动能最小,这利于泡沫层的稳定,提高浮选效率。

    为了深入研究浮选机内不同区域的湍流特征,分别沿 X 轴、Y 轴以 0.3 m 为间隔做截面,并沿 Z轴以 0.1m 为间隔做截面,得到每个截面的湍动能和湍流耗散率的面均值。将面均值数据分别绘制成柱状图,由于湍动能比湍流耗散率小一个数量级,绘图时将湍动能数值扩大 10 倍。由图 6、图 7 分别为沿 X、Y 轴湍流参数的变化,可以看出:湍动能和湍流耗散率在截面位置X=0和 Y=0 处基本对称,这个对称点位置也就叶轮中心所在位置;在 X=-0.375~0.375m,Y=-0.375~0.375 m 的区域湍动能及湍流耗散率最大,叶轮直径为 0.75 m,说明湍动能和湍流耗散率最大区域是叶轮区域;在 X=-0.65~0.65 m,Y=-0.65~0.65 m以外的区域,各个截面的湍动能较小且变化不大,这部分区域属于定子以外区域,流动相对平稳。

    从图 8 中看出,以 Z=0.25 m 为界,浮选机在Z=0.25 m 之下区域的平均湍动能是在 Z=0.25 m 之上区域的平均湍动能的 7.37 倍,平均湍流耗散率是297 倍,在 Z=0.25 m 之下区域流动较剧烈,能够较好地避免矿粒沉底的发生,而在 Z=0.25 m 之上区域,可以较好的输送矿粒;在 Z=-0.55~0.25m的叶轮区域内湍动能最大,是浮选机内流动最为剧烈的区域,空气被打散为细小气泡,很大程度上增加了矿粒与气泡碰撞概率;随着定子导叶的稳流作用与浮选机高度的增加,湍动能与湍流耗散率均逐步下降,在 Z=0.45m 时,湍动能降为 1.81×10-2J/kg; 从 Z=0.45 ~1.85m, 湍动能减小幅度较慢 ,流动较为平稳。


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