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射流浮选柱的数值模拟与试验研究

刘建朝  
【摘要】: 射流浮选柱是浮选中一种性能比较优良的设备,广泛应用于细粒煤的浮选。本文系统地总结了浮选柱的历史,现状及主要类型,讨论了浮选柱的发展趋势。文中设计了一种加有腔室的射流充气器作为浮选柱的充气设备,研究了它在实验室规模浮选柱中的充气性能。 由于射流浮选柱系统内流体流动情况比较复杂,测量流场比较困难。为了解其内部的流体状态,本文通过合理的建模,应用流体动力学软件FLUENT中的多相流模型,对普通和加有腔室两种射流气泡发生器以及浮选柱进行了空气和水两相流混合过程的数值模拟。揭示了射流器内空气和水混合的工作机理,得到了射流器和浮选柱内流场各变量分布,对气液两相流场中气相分布情况有了较为明确的了解。本文还对搅拌桶内煤浆的流场进行了模拟,得出煤浆的各种场量分布规律。 实验部分主要是以普通的气泡发生器和加有腔室的气泡发生器为研究对象,进行清水充气试验。探讨了不同操作参数、结构参数和物性参数下,两种不同类型气泡发生器对浮选柱的充气性能,并探索了影响浮选柱内气含率因素的规律。并通过液位上升法、压差法研究了浮选柱的含气率,摸索出一种简单的测定浮选柱内局部气含率的方法—注射吸取法。 阐述了浮选柱内的气泡与颗粒作用的理论,并对浮选柱进行了带煤试验,并通过所得到的浮选试验结果来检验浮选柱系统在不同条件下的浮选效果。


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