基于内流场分析的机械搅拌式浮选机改型设计

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1、万方数据第45卷第12期2009年12月机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGVbl．45Dec．NO．122009DOI：lO．3901／JM【E．2009．12．084基于内流场分析的机械搅拌式浮选机改型设计术韩伟李仁年杨瑞李琪飞唐垄沈建锋(兰州理工大学流体动力与控制学院兰州730050)摘要：为了改善机械搅拌充气式浮选机的浮选动力学环境，使其具备良好的浮选效率，利用计算流体力学软件对有效容积为165m3的机械搅拌式浮选机内部气固液三相流流场进行三维数值计算。分析原型机流场存在的问题，在此基础上根据浮选动力学性能要求对原浮选机进行

2、改型设计。通过改变叶轮安放角、导叶和其他过流部件的结构参数等，来寻求分布合理的内流场，从而使改型后的机械搅拌式浮选机具有符合设计要求的浮选性能。改型后的浮选机具有更高的浮选效率，试验结果与模拟预测结果比较吻合，验证了改型设计的有效性。关键词：机械搅拌式浮选机气固液三相流数值计算内流场改型设计中图分类号：TD923TH311RedesignofMechanicallyAgitatedFlotationMachineBasedonInteriorFlowFieldsSimulationHANWeiLIRennianYANGRuiLIQifeiTANGKunSHENJian

3、feng(CollegeofFluidPowerandControl，LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050)Abstract：Inordertoimprovetheflotationdynamicalenvironmentandefficiencyofthemechanicallyagitatedflotationmachine，thenumericalcalculationongas·solid-liquidthree-phasethree-dimensionturbulentflowfieldsofthe165m3

4、flotationisgivenwiththecomputationalfluiddynamics(CFD)．Theproblemsoftheflowfieldsinprototypeareanalyzed，basedonwhichtheredesigniscarriedoutonthebasisoftheflotationdynamicalrequirement．Theflowfieldsmeetingtheflotationrequirementisgivenbynumericalsimulationthroughchangingthepararaetcrsofi

5、mpellersettingangle，therelativepositionbetweenguidevaileandotherflowpassagecomponentswiththeflotationcell．Theflotationperformancesoftheredesignareimprovedtomeetthedesignrequirements．Theindustrialexperimentsshowthattheredesignhashigherefficiencythantheprototype．Therestresultsfitinwiththe

6、simulationpredictionresult,whichshowsthevalidityoftheredesign．Keywords：MechanicallyagitatedflotationmachineGas·-solid--liquidthree·-phaseflowNumericMsimulationInteriorflowfieldRedesign0前言机械搅拌式浮选机是实现矿物分选应用最广泛的机械设备之一，其最显著的特点是利用叶轮搅拌矿浆，并将进入的空气分散成小气泡，由气泡将有用矿粒携带浮出【1。2

7、。GAuD儿--、[31指出该类型浮选机能更好地

8、适用于难分选矿石，尤其是矿物颗粒较细时，因此在非铁金属、钢铁材料等选矿行业得到广泛的应用。曾克文等【¨J通过对浮选槽内矿粒速度、湍流强度等的研究，指出浮选机内流场特性以及浮·甘肃省自然科学基金(zSO-A25-021-G)、甘肃省教育厅基金(0514B-01)和兰州理工大学“学术梯队及特色研究方向重点资助计划”(1200303)资助项目。20081216收到初稿，20090616收到修改稿选动力学环境对浮选效率乃至整个浮选工业过程的顺利进行都有着重要的影响。由于机械搅拌充气式浮选机内部气固液三相流流场的复杂性，其设计基本都基于简化的相似放大理论以及经