螺旋溜槽起始段水流运动特性和作用

研究了螺旋溜槽起始段水流的流膜厚度、平均流速、雷诺数、单宽流量、累积流量和径向净流量诸运动特性,经分析和验证,得到结论:起始段水流的主要作用是将轻矿物推移到外缘,有利于轻、重矿物的分选。     

入口流量对螺旋溜槽首圈流场演变及矿物颗粒分布的影响

螺旋溜槽首圈流场特性及其演变对矿物颗粒运动与分离结果具有决定性影响.针对实验室?300 mm螺旋溜槽,采用RNG k-ε湍流模型、VOF和Eulerian Multi-fluid VOF多相流模型,系统考察了入口流量对螺旋溜槽首圈流场演变及赤铁矿和石英颗粒分布的影响.结果表明,增加入口流量会延长外缘处流膜形态、主流及二次环流达到稳定时的历程;随着入口流量的增大,石英和赤铁矿的分层效果得到增强,赤铁矿分布范围相应变宽,而石英向外缘流膜中的迁移量增加;首圈的最大分离效率随入口流量的增大呈现先增大而后渐稳的趋势,适宜的最低入口流量为7 L/min,此时首圈的最大分离效率可达61.45%.     

矿泥溜槽流膜特性的研究——兼论摇动的作用

本文论述有关矿泥溜槽流膜特性的研究结果。矿泥溜槽流膜属于“准层流”,其特征为流膜表面产生波动,但主要流层仍属层流。测定了流膜波动层厚度和流速分布。还研究了矿浆流膜的起动条件并根据研究结果对拜格诺公式进行修正。利用摇动作用可以强化分选过程,作者提出把动溜槽中的流体运动模式。     

螺旋溜槽中的二次环流和矿粒运动轨迹的研究

本文运用量级比较法,推导出螺旋溜槽中层流区的径向流速公式,用萤光微丝显示出水流表面和底面附近的速度方向,确证螺旋溜糖水流中存在二次环流.通过对-0.3+0.2,-0.2+0.15,-0.15+0.105mm三种粒度的磁铁矿颗粒在液流中的运动轨迹的计算和测定,明确了螺旋溜槽结构参数与矿物粒度特性之间的关系.即选别细粒矿物较之选别粗粒矿物的螺旋溜槽,前者的圈数应少些.     

基于TCP流稳定螺旋涡的垂直螺旋输送机的设计方法

针对垂直螺旋输送机中的气固两相流进行了研究,分析了颗粒圆周速度在径向方向上的分布函数,并从颗粒流的螺旋升角、涡量入手,结合理论分析与EDEM+FLUENT仿真分析,研究垂直螺旋输送机中形成TCP流稳定螺旋涡的最佳填充率、最佳螺旋转速和临界雷诺数,推导出不同摩擦因数下的临界雷诺数公式和最佳输送量公式,从而得出一种高效的基于TCP流稳定螺旋涡的垂直螺旋输送机的设计方法,该方法使垂直输送机输送量提高了约20%.      

溜槽角度对混装布料过程的影响

分析了定点布料方式下溜槽角度对混装布料规律的影响.首先对混装布料方式进行了物理实验模拟,获得了不同溜槽角度下的料流轨迹、料堆结构等重要信息,分析了不同粒度的混装物料在下落过程中存在的偏析现象.其次利用离散单元法(DEM)数学模型对布料过程进行了模拟研究,并对模拟结果进行了详细分析.结果表明:模型结果与物理实验结果吻合较好.其中模型获得的料堆结构和径向空隙度分布的信息的结果可为现场调节煤气流分布提供一定的参考依据.     

壁面粗糙度对螺旋溜槽中矿浆流动及颗粒分离行为的影响

随着生产过程的进行,螺旋溜槽的壁面粗糙度并非定量且变化复杂,若控制不当则会严重影响物料分离效果.借助于前期确立的流场模型和颗粒相计算模型,系统考察壁面粗糙度对?400 mm螺旋溜槽中赤铁矿-石英矿浆流动和颗粒分离行为的影响.模拟结果表明：矿浆深度、雷诺数及流速具有明显径向分布差异和波动特性.随粗糙度增大,分选流体空间在粗糙度高度达到0.1 mm及以上时严重收缩,层流分布范围扩大,过渡流范围变窄;速度与粗糙度具有明显相关性,在较高粗糙度下,主流和内环流波动增强,内环流出现明显间断;在0.1 mm以下范围内增大粗糙度高度有利于粗粒赤铁矿向内缘区域聚集,粗粒赤铁矿和细粒石英的分离效率能维持高位,继续增大粗糙度,其分离效率显著降低;提高粗糙度加剧细粒赤铁矿在中、外区域的分布,细粒赤铁矿与石英的分离效率大幅降低.颗粒分离行为变化与流场特性改变密切相关.     

COREX竖炉布料规律的数学模型

通过建立布料过程的数学模型研究了COREX竖炉的布料规律,改进了空区料流轨迹模型使其可以考虑溜槽内料流厚度和宽度分布及炉料粒度的影响,并用多条线段联合描述料面形状.研究表明:炉料在溜槽末端出口处的料层厚度和炉料的粒度分布决定了炉料在空区的料流轨迹;炉料离开溜槽末端速度与溜槽倾角成反比关系,与溜槽转速成正比关系;炉料在炉喉的落点位置离炉喉中心距离与溜槽倾角、溜槽转速成正比关系.利用该模型可计算出不同布料模式和布置不同炉料时料堆长大过程和形成的料面形状.     

基于三维离散元法的无钟高炉装料行为

利用三维离散元法建立了无钟高炉布料模型,分析了料罐、旋转溜槽中的颗粒流动行为以及颗粒离开溜槽后的下落轨迹和料堆形成,可视化再现了装料过程.结果发现:炉料在流动过程中始终存在粒度偏析,料罐排料流为漏斗流,小颗粒由于偏析而倾向于后期排出;溜槽倾角对颗粒流动行为和料堆形成影响较大;溜槽内颗粒流由于溜槽旋转而向侧上部偏离和翻动,小颗粒因靠近壁面而位于料流内侧,大颗粒因聚集在溜槽上部而处在料流外侧,炉料颗粒偏析、偏转翻动和速度分布影响下落轨迹;在炉料下落到料面的堆积过程中,大颗粒易于向炉喉中心和边缘偏析,小颗粒因位于料流内侧和渗透作用而分布在堆尖下方且偏向中心侧.结合激光网格炉内测量技术料流轨迹测量结果,验证了模型的适用性.     

挡板角度对挡板布料器布料过程的影响

COREX熔化气化炉炉顶采用1个煤-万向节溜槽布料器和8个DRI-挡板布料器两种布料方式来完成布料过程，通过物理实验和离散单元法(DEM)数学模型模拟两种方法分析了挡板角度对DRI-挡板布料器的布料规律的影响.物理实验结果表明，挡板角度较小时形成较为集中的料流轨迹，挡板角度较大时形成具有一定分散度的料流轨迹.数学模型模拟获得的料流轨迹和料面形状与物理实验结果吻合较好，且利用数学模型还可进一步获得料堆内部结构和径向空隙度分布详细信息，该信息可为COREX现场合理调节煤气流分布提供一定的参考依据.     

水平管螺旋流断面流速分布试验研究

为了充分分析螺旋管流的特点 ,揭示其运动规律 ,探讨螺旋流输送固粒的新方式 ,用大量试验数据 ,证实断面切向流速呈线性分布的理论推导 ,并揭示了轴向流速分布的特殊性。为今后螺旋流的进一步研究奠定了基础。     

高炉料流轨迹的数学模型

针对目前高炉料流轨迹计算的不足,本模型考虑了颗粒在空区下落过程中受重力、浮力及煤气曳力的作用,计算了炉料颗粒在溜槽和空区下落等阶段的运动轨迹. 通过探讨不同炉料(焦炭、烧结矿、球团矿)在其粒径范围内的布料半径变化及煤气的曳力大小,分析了曳力对炉料落点的影响规律. 结果表明:精确计算料流轨迹必须考虑煤气曳力的影响,不同密度、粒径及形状系数的颗粒在料面上落点各不相同,炉顶煤气流分布将影响高炉炉料的径向分布.     

平轴螺旋管流的能耗初探

螺旋管流可用来有效地输送固粒,它具有固粒沿断面分布均匀,浓度高,不易淤积以及能耗低等特点。文中着重论述了作为载体的螺旋流的能耗的规律,从实验中求得螺旋流附加损失系数,为工程实践中的螺旋流的能耗的计算提供了一种简便的方法。     

磁力螺旋溜槽及其对细粒磁性物料的回收

在普通螺旋溜槽的槽面上附加磁场,得到磁力螺旋溜槽(MSC)。与普通螺旋溜槽相比,MSC使磁性物料能够得到更有效的回收。其选矿的原理是:当磁性矿物经过磁场时,在磁场力的作用下,磁性成分被吸引(不要吸住)到溜槽的底部从而进入二次环流,利用二次环流将磁性物料运到溜槽内部,进入精矿中。对纯的磁铁矿试验的结果表明:磁场强度、溜槽螺旋圈数和给矿浓度等因素都对磁力螺旋溜槽的性能产生影响;尤其是磁场能够有效地减少尾矿中磁性成分的含量,提高磁性成分的回收率,增大磁性铁的回收率,且精矿中锌的品位从5.9%降低到1.8%。     

层流泡状流运动的数学模型

研究在绝热条件下层流泡状流在垂直管段中充分发展段的运动情况。在对气泡受力进行分析的基础上,采用双流体模型及时间平均方法,建立了用于预测空泡率、液相速度等重要参数径向分布的数学模型,并针对实验条件进行了数值计算,计算值与实验数据吻合得很好。计算结果表明,壁面存在的影响是空泡率分布在近壁处产生尖峰的原因。该文提出一种新的壁面存在引起的作用力的表达式,可以较好地预测层流泡状流的运动情况。     

螺旋流光整加工中气流场和液流场的仿真模拟

将气粒两相螺旋流和液粒两相螺旋流技术运用于台阶孔的光整加工中,运用FLUENT 软件,对气流场和液流场进行数值模拟,并将模拟结果用流线图和切向速度径向分布图表示.通过对模拟结果的分析比较,显示了气粒两相螺旋流的的优越性,为进一步实验研究提供了理论依据.     

储煤仓用螺旋溜槽结构的设计改进

针对螺旋溜槽匀速段漏料严重的现象,对螺旋溜槽的结构进行设计改进,并利用离散元EDEM软件对改进前后的物料输送情况进行仿真计算。仿真结果表明,加装挡板后,溜槽漏料情况得到改善;添加缓冲槽后物料的平均速度降低,减轻了溜槽出口处物料的碰撞破碎程度;匀速段改进后,在漏料减少的情况下,同时降低了物料的平均速度,从而减小了物料之间的相互作用力,达到了减少煤块破碎的目的。该结论对于螺旋溜槽的结构设计具有一定的理论指导意义。     

沿程起旋螺旋流流场的数值模拟

螺旋流的特性已逐渐从物理模型中被揭示出来,而运用数值模拟的方法研究圆管螺旋流速度场、压力场特性及其分布规律是解决工程运用螺旋流排淤的关键,本文采用交替方向的隐式格式（即ADI法）离散方程,并利用追赶法求解代数方程组,得到了圆管螺旋流速度场,压力场的分布规律。为下一步研究螺旋流输送提供了有力的依据。     

平轴螺旋管的能耗初探

螺旋管流可用来有效地输送固粒，它具有固粒沿断面分布均匀，浓度高，不易淤积以及能耗低等特点。文中着重论述了作为载体的螺旋流的能耗的规律，从实验中求得螺旋流附加损失系数，为工程实践中的螺旋流的能耗的计算提供了一种简单的方法。螺     

矿泥重选理论初探

现有矿泥重选设备,除离心选矿机外,矿浆流态都属层流。运用层流理论公式可求出单个矿粒的移动速度,同时得知流膜厚度、底面的坡度和摩擦系数是影响矿粒分选好坏的重要因素。当粒群在层流流膜中运动时,促使矿粒悬浮的不是水流的紊动作用而是颗粒与颗粒间的切应力。过去提出的一些矿浆分层概念都不够全面。本文根据泥沙运动的一般规律及结合矿泥流膜的特点,将矿浆分成扰动层、悬移层、推移层和沉积层,并阐明各层的作用。指出下部推移层的松散不足和沉积层压紧是固定式矿泥溜槽效率低的原因。利用摇动可以强化矿泥分选过程。