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攪拌槽內的流場模擬試驗研究
紅星機械專家對攪拌桶槽內的流場模擬采用標準k-ε湍流模型,使用多重參考系(MRF)處理運動的槳葉和靜止的擋板和槽壁之間的相互作用,槳葉及其附近流體區采用旋轉坐標系,其它區域采用靜止坐標系,攪拌槽內葉輪區域用四面體網格,其它區域采用六面體網格,網格數量7萬左右。
壓力一速度禍合采用SIMPLE算法,流動狀態為定常流動,壁面采用標準壁面函數,計算殘差設定為10-3,流體介質為水,葉輪轉速為1200rpm。關于該攪拌桶速度方向的確定,軸向速度以與重力加速度方向相反為正,反之為負;徑向速度以向槽壁方向為正,反之為負,切向速度與攪拌軸旋轉方向一致。
河南紅星機械專家對攪拌桶中的模擬主要分析了湍動強度、合速度、軸向速度、徑向速度及切向速度。湍動強度主要反映了攪拌桶內流體的紊流度,克服礦粒的作用勢壘,使目的礦物表面充分暴露,實現與藥劑的有效作用。切向速度反映了攪拌器的剪切作用使兩股流體破碎成塊團。軸向速度反映流體的對流作用,使兩股流體彼此摻合起來。上述切向速度和軸向速度可使流體的塊團隨攪拌過程持續的減小并對煤粒表面進行擦洗。徑向速度使流體從微小尺度到分子尺度的進一步擴散。合速度是上述三種速度的綜合反映。
在兩個葉輪區域,流體分別由葉輪上部和下部向中心激烈碰撞,之后沿著槽壁逆流而行。這種激烈碰撞有助于煤粒表面煤泥的清洗,提高煤粒的疏水性,從而提高煤泥浮選過程中的選擇性。在葉輪底部速度最低,在兩個葉輪處合速度最大,在兩個輪中間區域,合速度也較大,在此區域流體的湍動強度最大,可以對煤泥表面進行充分擦洗。在靠近桶壁處速度較軸心處低,在擋板處出現明顯的漩渦。
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