自吸气浮选机模拟研究

《自吸气浮选机模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、自吸气浮选机模拟研究樊学赛，陈东，陈飞飞，张明（北京矿冶科技集团有限公司北矿机电科技有限责任公司，北京100160）摘要：为加深对自吸气浮选机槽体内的流场结构及性能参数的认识，运用CFD仿真技术对自吸气浮选机槽内气-液两相流进行了模拟研究。以实验室JJF-0.2m3自吸气浮选机为原型进行仿真建模，采用六面体网格对整个模型进行网格划分的网格数量为1.6x106。采用Euler-Euler双流体模型对气-液两相流进行稳态模拟仿真，运输方程的计算运用商业软件ANSYS-FLUENT软件。自吸气浮选机的吸气速率不能预先设定，需要通过模拟结果给出

2、。我们设定气相为单一粒径的气泡，直径为1mm。模拟过程中监测了叶轮区的气含率及功耗，结果表明浮选机处于良好的操作状态。分析了槽内不同区域的气含率云图及速矢量图，对自吸气浮选机内的流场有一个直观的认识。关键词：自吸气浮选机CFD仿真气-液两相流流场结构CFDAnalysisofTwo-PhaseFlowinSelf-aerationflotationmachineAbstract:Thegas-liquidtwo-phaseflowinthetankofself-aerationflotationcellwassimulatedbyCFD

3、simulationtechnology.ThegeometricmodelisareplicaofalaboratoryJJF-0.2m3flotationcellandcontentsa10-bladerotor,astator,adispersion,astandpipe,adrafttubeandatankbody.Thenumberofgridsfortheentiremodelis1.6x106.Euler-Eulermodelwasemployedtosimulatethesteadystateofgas-liquidtw

4、o-phaseflow.thetransportequationwascalculatedbycommercialsoftwareANSYS-fluent.Theairflowrateofself-aerationflotationcellcannotbeknowinadvance,anditshouldbegivenbysimulationresults.Uniformmeanbubblediameterof1.0mmhasbeenspecifiedasaninputforthesimulation.Airvolumefraction

5、inrotorandpowerconsumptionhavebeenmonitoredwithtime,theresultsindicatedthattheflotationcellwasinastablyoperationstate.Airvolumefractioncontoursandvelocityfieldindifferentregionsofthemachinearepresented,thuswewillhaveaintuitiveunderstandingoftheflowfieldintheself-aeration

6、flotationcell.Keywords:self-aerationflotationcell;CFDsimulation;gas-liquidtwo-phaseflow;flowfieldstructure.0前言浮选机槽内的流场结构对回收率、精矿品位等会造成极大影响，甚至影响生产的正常进行[1]。所以深入研究浮选机槽内的流场一直是广大学者的研究热点。传统的实验室流体力学方法研究浮选机内复杂的气-液-固三相流存在很大的局限性，需寻求更加经济、高效、科学的研究方法对自吸气浮选机进行研究。随着计算流体力学仿真技术的成熟，广泛应用于化工

7、、石化等领域内的机械搅拌反应器研究中[2]。CFD在浮选机上的应用主要出现在1980s基金项目:国家自然科学基金青年基金(5150041225)作者简介：樊学赛（1989-），男，河北石家庄人，硕士，助理工程师。通讯作者：陈飞飞（1992-），男，江西吉安人，硕士，主要从事浮选设备设计、优化等方面研究，主要用来研究槽内的流场结构，优化浮选机槽体设计。随着研究的加深，CFD仿真技术不断应用于浮选机性能参数（主要包括：湍动能、湍流耗散率、气含率分布、功耗、气体表观气速等）及关键结构参数（主要包括：叶轮、定子、循环筒等）的优化设计中[3、4]

8、。目前，CFD仿真技术的应用领域主要集中在浮选机的相似放大及新型浮选机的开发，并用于预测浮选过程的回收率和精矿品位[5-9]。在我国，由于该技术起步比较晚，整体来说目前正处于一个起步发展的阶段，局限于软件的