《斜面流分选理论》PPT课件

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1、第四章斜面流分选理论§4—1水流沿斜面的流动概述借助沿斜面流动的水流来进行重力选矿的方法称作斜面流选矿。斜面流选矿选别粗粒矿石的深水层斜面流过程选别细粒和微细粒的薄水层斜面流过程，也称作流膜选矿重选中常见的介质运动形式有矿砂溜槽（包括矿砂摇床）处理，水层只有数，流速在左右，呈弱紊流。矿泥溜槽（矿泥摇床）处理，水层只有1mm左右，常称流膜（研究微细粒子在流膜中选分的理论称为流膜理论），流速低，多呈层流流动。常用的有槽选法和摇床选矿法，其中平面溜槽、尖缩溜槽、皮带溜槽、圆锥选矿机、摇床等设备，都是以流膜运动原理为基础进行分选矿物的。斜面流与垂直流一样，也是一种松散

2、床层的手段，然而垂直流，紊流程度高，流体动力作用强，所以，不利于细粒矿石的回收。一般小于2mm或0.074mm的物料，不能有效回收。故提出斜面流选矿，由于它紊流程度小，流体动力作用小，所以，能有效回收细粒矿石一、斜面水流的流态水流沿斜面流动是在自身的重力沿斜面的分力作用下发生的，属于无压流动。阻碍水流运动的力是流层间的内摩擦力和水流与斜槽底面及边壁间的摩擦力。A．依流速在沿程是否有变化可以分为等速流和非等速流，也可以称为均匀流和非均匀流；即等速流；非等速流；B．依沿程某一点的流速是否随时间变化可以分为稳定流和非稳定流：稳定流；非稳定流斜面流的流态同样有层流和紊

3、流之分。层流:流体质点作沿层运动，层间不发生交换，但质点本身仍可以旋转。紊流:特点是流体内存在大小无数的旋涡，层间质点不断地进行交换。流态的差异可用雷诺数Re来判断：式中：――斜面水流的平均流速；R――水力半径，定义为过水断面积A与湿周长L之比：，式中B及H为水流流动宽度和厚度。在流膜选矿中，宽度远远大于水层厚度，2H可以忽略，代入Re得：可看出：H↑，水层变厚，Re↑，紊流程度越大，流体作用力变强，因此不能用于回收细颗粒。表示层流和紊流的雷诺数并不是一个固定值，与转变条件有关。河道及厚水层明渠测定可知：紊流→层流,下限雷诺数为300，层流→紊流,上限雷诺数为

4、1000，但是它很不稳定。对于薄层水流：Re<20～30层流流态Re>300～500紊流流态在上限雷诺数和下限雷诺数之间的流态有可能是层流也有可能是紊流，与它的初始流态有关。说明：薄层水流对初始扰动、槽底粗糙度等因素反应很敏感，在相当大的雷诺数范围内流态是不稳定的。在选矿过程中，由于槽底的粗糙度通常都比较大，水流运动时的雷诺数也比较高，因此，一般都属于紊流流动。二、层流斜面流的水力学特性层流中流体质点均沿层运动，层间质点不发生交换。水速分布由层间内摩擦力与重力沿斜面分力的平衡关系导出：图4-1层流流态水速沿深度分布均质介质的粘性作用服从牛顿内摩擦定律.在距底面

5、h高度以上的水流重力分力W为:其中：F——流体的内摩擦力，Nµ——介质的粘度，单位是（千克/米·秒）A——粘性力的作用面积，米2——在作用面法线方向上的速度梯度，1/秒。在水流内部面积为A的两层间粘性摩檫力的大小由以下公式表示:当水流匀速流动时，F=W，即：＝即变形得：对上式积分得距槽底高度h处微层的流速为：——层流公式取，得表层水流最大流速为：水速的相对变化为：上式表明，层流水流沿槽深分布为一条二次抛物线。即靠近水面处流速最大，越向下水速越小，与底面接触处的水速为零。高度h以下水层的平均流速和整个水层的平均流速为：上式表明，层流水流的平均流速为其最大流速的2

6、/3。三、紊流斜面流的水力学特性紊流总是随流速的增大而发生。紊流的特点：流体内出现了大小无数的漩涡，流体质点纷乱无章的运动着，因而在任一点不再有稳定的流速，只有时刻变化的瞬时速度，经过运动质点的动能交换，流速沿深度的分布变得均匀了。最近的研究发现，在十分杂乱的紊流中，存在着接近有次序的结构——拟序结构。紊流的初始漩涡是以流条形式在固体壁附近形成。在速度梯度的作用下，流条不断地滚动、扩大，发展到一定程度即很快离开壁面上升，并对流动产生干扰。这种最初生成的漩涡范围很小，但转动很快、强度很大，并且在流场内是不连续的。随着小尺度漩涡的上升扩展、互相兼并，结果又出现了速

7、度较低但范围较大的大尺度漩涡。在相邻的两大漩涡间发生着运动方向的转变，大的漩涡被搅动分散开来，形成许多小的波动运动，最后在黏滞力的作用下，速度降低转化为热能损失；与此同时，新的漩涡又在底部形成和向上扩展，如此循环构成一幅紊流运动图像，如图所示。图紊流中漩涡运动示意图1、紊流水速沿深度分布用近似高次方抛物线表示：式中：n――常数，随雷诺数的增大而增加，并与槽底粗糙度有关。对于光滑槽底，在紊流程度足够高（Re＞5×103）时，n＝7，水力学中称此为1／7方定律，应用较多；当雷诺数Re继续增大时，n值可增加到10，但这样的流动状态在重选中是遇不到的。重选用的粗粒溜槽

8、水速约为1～3m/s，紊流程度不算很高