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《河南理工大学》 2010年
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基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟

王发辉  
【摘要】: 随着我国工业化进程的加快,工业生产过程中排放的废水、废气和烟尘对人类赖以生存的环境产生严重危害,如何控制工业生产排放的废物对环境的污染也越来越受到人们的广泛关注。根据工业废水、废气和烟尘中含有的颗粒物具有一定磁性的特点,研究结果表明:采用高梯度磁分离技术处理废水、废气和烟尘中的有害微粒是一个有价值的研究方向。但就高梯度磁分离理论来说,由于高梯度磁分离机理比较复杂,虽然目前已有部分学者建立了部分高梯度磁分离过程的数学模型,但其流固两相的流体力学方程十分复杂,其中部分方程还是非线性的,这样对方程的求解就变得更加困难。为此,借助计算机对高梯度磁分离过程进行数值模拟,通过对计算结果的分析揭示高梯度磁分离过程中磁分离的机理和在此过程中影响分离效率的主要因素,这对高梯度磁分离技术在工业上的应用极为重要。 本文首先从分析高梯度磁分离过程中颗粒的运动着手,将流体视为连续介质,而磁性颗粒为离散体系,综合考虑颗粒所受磁场力、流体曳力等情况,基于单丝模型建立了高梯度磁场捕集磁性微粒的动力学模型,并考虑多根丝的情形,提出多丝模型的计算方法,为进一步的数值计算和的实验研究提供理论基础。其次,应用计算流体软件FLUENT对高梯度磁分离过程中气固两相流动进行数值模拟,数值计算主要考察气流速度、磁场强度、颗粒直径、颗粒磁性和介质填充率等因素对捕集效率的影响。最后,对高梯度磁分离过程进行实验研究,并将数值计算结果与实验数据进行定性比对分析,证明了本文所建立模型的适用性以及数值模拟预测结果的可靠性与准确性。研究结果表明:高梯度磁分离过程中,磁场作用力、流体曳力是磁介质捕磁性微粒的主导作用力;在0~60μm粒径范围内,磁介质对大粒径颗粒的捕集效率较高,随着粒径的减小,捕集效率逐渐减小,但当颗粒直径大于60μm时,颗粒所受的流体曳力也相应增大,使捕集效率下降;在高梯度磁分离过程中较强的颗粒磁性、较高的外磁场强度、较低的气体流速均有利于颗粒的捕集;分选空间内磁介质的填充率对捕集效率影响也较大,磁介质的填充率越大,颗粒的捕集效率越高,但填充率也并非越大越好,太大的填充率将造成磁性颗粒在介质间隙间堵塞,影响分选效果。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X70

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 焦红光;刘鹏;孔令同;;煤粉干式永磁高梯度磁选机脱硫的试验研究[J];选煤技术;2008年04期
2 蓝惠霞,陈中豪,颜幼平;高梯度磁分离技术用于工业烟气除尘的研究[J];冶金能源;2004年01期
3 吴建明;国内外选矿设备进展[J];有色设备;2000年06期
4 汤达祯,Colin Harvey;燃煤电厂飞灰物质成分筛分磁选实验研究[J];中国矿业大学学报;2000年05期
【共引文献】
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1 许金越;;SLon立环脉动高梯度磁选机在安徽开发矿业李楼铁矿的应用[J];四川有色金属;2011年04期
2 戴结林;麦克斯韦方程组协变性的另一种证明方法[J];安徽教育学院学报;2002年03期
3 戴结林;时谐电磁波边值关系独立性的证明[J];安徽教育学院学报;2004年06期
4 戴结林;;用复数表示平面电磁波的应用分析[J];安徽教育学院学报;2006年06期
5 张启寿;;离心泵的汽蚀现象[J];安徽化工;2010年01期
6 徐振法;王银凤;唐铃凤;;离心式杂质泵蜗壳内部流场数值模拟[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年01期
7 印根明;电流元的相互作用力及磁场力的相对性[J];安徽机电学院学报(综合版);1994年01期
8 丁士杰;冯守志;;简放工作面采空区自燃三带观测及数值模拟研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年06期
9 宫彬彬;高洪波;钱稷;;温室侧窗开窗形式对流量系数取值的影响[J];安徽农业科学;2009年20期
10 马景林;韩志萍;叶剑芝;周先汉;;蜂蜜喷雾干燥过程的模拟与仿真[J];安徽农业科学;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙春耕;罗璟;张利;何敏;;水压双喷嘴挡板阀先导阀的CFD分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 鲁建英;陈朗;;密闭空间内丙烷泄漏燃烧爆炸三维数值模拟计算[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
3 王国庆;昌旭东;付广智;;事故条件下~(239)PuO_2气溶胶微粒在室内小环境扩散的三维数值模拟[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
4 刘福生;谭鲁志;王刚;;多区域网络模型在高速列车通风系统中的应用研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
5 孙赫晨;赵静野;;流体自控振荡器的模拟研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
6 齐晓娟;田瑞;杨晓宏;李嵩;;旋转切向入流膜蒸馏装置热容腔CFD的数值模拟[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
7 于艳;樊耀波;徐国良;王琦;杨文静;;计算流体力学在膜技术及膜生物反应器研究中的应用[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
8 韩传军;刘洋;李蓉;李大彬;雷中清;;基于CFD的三缸柱塞泵泵阀失效机理研究[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
9 曹亮;吴贤;李来平;张文钲;;钼矿浮选设备应用与进展[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
10 张雪峰;牛永红;;磁处理工业水技术应用研究进展[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金辉;气流干燥管内气固两相流动与传热特性的数值模拟研究[D];华中农业大学;2010年
2 王高飞;通风方式对气流组织和室内空气品质的模拟研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘鹏;煤粉永磁强磁滤器的研究[D];河南理工大学;2010年
4 王灿;热处理强化煤粉磁选脱硫降灰效果的研究[D];河南理工大学;2010年
5 侯建军;高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究[D];河南理工大学;2010年
6 王春磊;输送石灰石悬索桥钢索塔抗风性能研究[D];山东科技大学;2010年
7 苏超;变压吸附管道流体动力学特性研究[D];山东科技大学;2010年
8 王珺;山区风特性参数与自锚式悬索桥的静风稳定性研究[D];山东科技大学;2010年
9 胡海燕;等离子体喷涂射流的数值模拟[D];浙江理工大学;2010年
10 万方方;蒸发式冷凝器数值模拟与优化[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
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1 张同全;关于煤炭污染问题及其对策[J];中国煤炭经济学院学报;1995年01期
2 翟云波,陈昭宜;文丘里水膜除尘器改造应用研究[J];常德师范学院学报(自然科学版);2002年01期
3 谢克明,石岳波;炼钢厂平炉烟气电除尘控制系统设计[J];电力学报;1994年01期
4 周桂铨;重视煤炭环境污染 发展洁净煤技术[J];矿业安全与环保;2003年01期
5 彭世英 ,陆杰 ,刘树贻 ,曾令移 ,文南 ,陈海波 ,梁树林 ,吴金明;高梯度磁选及选择性絮凝新工艺处理醴陵干冲高岭土的研究[J];非金属矿;1989年04期
6 冯定五,孙仲元,陈荩;钾长石粉料干式高梯度磁选试验研究[J];非金属矿;1995年04期
7 王保卫,汤楚涛;锅炉烟尘对人体的危害及消烟除尘措施[J];锅炉制造;1998年03期
8 毛健全;治理环境污染中应用“绿色技术”之探讨[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2001年05期
9 C.H.Gooding;R.M.Felder;曲善慈;;气体流中微细颗粒的高梯度磁过滤技术[J];国外环境科学技术;1984年01期
10 朱申红,杨卫东,娄性义;煤炭脱硫技术现状及高梯度磁分离技术在脱硫中的应用[J];青岛建筑工程学院学报;2001年02期
【相似文献】
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1 赵健植;鲁端峰;;用响应曲面法研究高梯度磁场下燃煤PM_(10)的捕集效率[J];中国电机工程学报;2009年20期
2 鲁端峰;赵长遂;吴新;李永旺;韩松;;燃煤可吸入颗粒物在高梯度磁场中的捕集试验研究[J];动力工程;2007年01期
3 王发辉;王秀芳;张丹;;高梯度磁场中多根磁介质捕集磁性微粒的数值模拟[J];金属矿山;2010年02期
4 储著玮;王永宁;杨巧文;李伟;周磊;;磁性萃取剂高梯度磁分离法处理酸性洗铜废水[J];化学工程师;2006年07期
5 武;;用高梯度磁场分离煤中硫[J];磁性材料及器件;1983年01期
6 S.Roath;F.Paul;D.Melville;肖金华;;红血球高梯度磁分离现状[J];国外金属矿选矿;1983年07期
7 周彤,杨正纯,周欣;高梯度磁分离处理印染废水的试验[J];印染;1982年05期
8 沈晓理;高梯度电磁过滤处理钢铁废水的研究[J];环境科学与技术;1980年03期
9 鲁端峰;赵长遂;吴新;李永旺;韩松;丛俊;;高梯度磁场中燃煤PM_(10)的捕集试验[J];东南大学学报(自然科学版);2007年01期
10 陈国华,杨宗毓;高梯度磁分离在污水处理方面的应用[J];环境科学;1980年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴菊珍;;高梯度磁分离处理污水污泥[A];四川省电子学会生产技术专委会先进制造技术成果交流会论文集[C];2005年
2 张雪峰;齐丽英;李永红;;低频高梯度磁场阻垢机理研究[A];中国化学会第26届学术年会环境化学分会场论文集[C];2008年
3 朱益民;孔祥鹏;陈海丰;宿鹏浩;孙培廷;张曼霞;;针阵列对板电晕放电捕集微细颗粒物研究[A];中国物理学会静电专业委员会第十二届学术年会论文集[C];2005年
4 李瑛;孔祥强;陈喜山;;餐饮业油烟湿式纤维净化的理论研究[A];2007年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2007年
5 刘从贤;史志轩;黄志勇;;Zr_2Fe合金在氚捕集中的应用[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
6 许伯彦;张勇;齐运亮;;适用于高含硫柴油的车用柴油机尾气净化装置(DPF,DPNR)的开发研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(中卷)[C];2008年
7 刘睿;席毛洋;徐开来;吕弋;侯贤灯;;氢化物发生钨丝捕集原子光谱分析法测定环境样品中痕量元素[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
8 周强;王德成;毛志怀;;基于科技理论创新的大型灭蝗机械装备技术的研究发展[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年
9 付海明;沈恒根;;纤维过滤介质过滤行为计算机模拟研究[A];全国暖通空调制冷2004年学术文集[C];2004年
10 童双立;;3T磁共振技术的进展[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 黄裕侃;涡流雾化烟气净化装置问世[N];中国环境报;2001年
2 清华大学材料科学与工程系 陈华鹏 翁端 吴晓东;让柴油机不再冒黑烟[N];科技日报;2002年
3 CUBN记者 陈文喜 刘安然;“碳捕捉”技术开启新环保热点[N];中国联合商报;2010年
4 刘广文;氧化铁红的干燥方法[N];中国化工报;2003年
5 饶钦富;弱磁性矿石高效强磁选关键技术装备问世[N];中国有色金属报;2009年
6 清华大学环境工程学院教授 聂永丰;垃圾焚烧中产生的二口恶英是可控的[N];北京日报;2009年
7 万新 徐涛 王建军;浅谈滤袋破损原因[N];中国建材报;2010年
8 金华;CCS到底是什么?[N];中国矿业报;2010年
9 记者王华楠;蝗虫站不稳 庄稼得安全[N];中国技术市场报;2011年
10 唐绍红;化工巨头相继介入碳纤维市场[N];中国化工报;2011年
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1 宋慧平;趋磁细菌对贵金属离子的选择性吸附行为及溶液中金的回收研究[D];天津大学;2007年
2 付海明;袋式除尘设备用表面过滤材料净化性能的模拟与实验研究[D];东华大学;2006年
3 李小路;高梯度磁场下磁性流体流体动力学研究[D];华中科技大学;2008年
4 刘云卿;壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D];湖南大学;2009年
5 刘云卿;壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D];湖南大学;2009年
6 王曙辉;旋转式连续微波再生微粒捕集器再生机理及结构优化研究[D];湖南大学;2010年
7 张德满;DOC辅助DPF再生方法研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王发辉;基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟[D];河南理工大学;2010年
2 颜廷燕;磁场强化—高梯度磁分离处理废水的研究[D];天津大学;2008年
3 刘运席;新型多级冲击采样器性能验证及大气溶胶采集分析[D];清华大学;2005年
4 杨荣清;高梯度磁场中磁性可吸入颗粒物动力学特性研究[D];东南大学;2006年
5 李娟;典型结构下电除尘器中的粒子动力学特性[D];东华大学;2007年
6 王聿佶;免疫磁珠微流控分析系统的构建和应用研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
7 王鹏飞;旋转气幕式排风罩数值模拟及实验研究[D];湖南科技大学;2009年
8 郭配山;大尺度阵发性尘源控制的气流组织实验及模拟研究[D];东华大学;2008年
9 孙晓荣;放电环境与尘粒电凝并效应分析研究[D];河北大学;2011年
10 于群;工业建筑中局部通风对有害物控制效果的评价方法研究[D];西安建筑科技大学;2012年
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