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。     

混合流润滑条件下的水润滑橡胶轴承的润滑特性

针对水润滑橡胶轴承在混合流态下的润滑问题,基于层流、湍流经典润滑理论建立了水润滑橡胶轴承混合流态下的润滑方程,采用有限差分法分析了混合流润滑下的雷诺数、水膜厚度、衬层变形及水膜压力随偏心率、转速和长径比的变化规律,并将层流、湍流和混合流3种润滑流态下计算得到的润滑特性进行了对比分析。结果表明:混合流润滑方程比层流和湍流润滑方程更适合水润滑橡胶轴承的实际运行工况,混合流润滑下的水膜厚度、衬层变形和水膜压力的取值范围均处在层流润滑和湍流润滑之间;在混合流润滑下,雷诺数在承压区随偏心率的增大而减小,同时随转速的增加而增大;水膜厚度随偏心率的增大而减小,随转速和长径比的增大而增大;偏心率对最大衬层变形的影响最大,转速的影响次之,长径比的影响最小;水膜压力在承压区随着偏心率、转速和长径比的增加均增大。此研究可为准确分析水润滑橡胶轴承实际运行工况下的润滑特性提供参考,也可为计算流体动力学(CFD)仿真水润滑轴承润滑机理的研究提供依据。     

螺旋溜槽流膜运动规律的研究

本文研究了螺旋溜槽的流膜运动规律。采用一种高精度的电解质电测方法,对流膜运动速度分布(径向和轴向)进行测定,导出了速度分布参数方程。提出了径向环流主要是由旋涡流引起的看法,阐述了螺旋溜槽流膜运动机理。在此基础上外加一个离心力场研制成一种新型的重选设备——离心螺旋溜槽。由于具有正、反运转和无级变速机构装置,可根据不同矿物性质,调节控制旋涡流的强弱,达到强化分选的目的。     

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.     

气液并流垂直液膜流动的数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent,采用VOF方法模拟了气液并流垂直液膜流动.将平均液膜厚度数据与文献数据对比,验证了模型的合理性.考察了气、液相雷诺数和壁面剪切力对液膜流型的影响,分析了不同截面液膜厚度随时间的变化情况,且比较了液膜波动与壁面剪切力的变化规律.模拟结果表明:液膜的流动形态在不同高度处主要有滴状流、层流、层流-湍流和波状湍流,可划分为入口段、发展段和稳定段3个区域;波形低谷值对应剪切力的高峰值,大振幅波的高峰值对应剪切力的低谷值,但由于液膜波动的随机性以及波的叠加,并不是所有的剪切力高峰都与液膜波谷相对应.     

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%.     

四川省地质局一○二厂产品介绍

(1)XZZL—800×2600振摆皮带溜槽富集比和精矿回收率高,选别粒度下限为20微米,对20～10微米矿泥也有一定选别效果,是优良的矿泥精选设备。既可作重选,也可作为粒浮设备。该溜槽的冲次摆次和选别皮带速度均采用无级调速。(其有关论文曾在第十三届国际选矿会上做过介绍)。     

大雷诺数流场中纤维层压力损失的计算

许多研究者对纤维层的压力损失进行了大量的研究，并取行了良好的结果。不过，这些研究均是假定气流为小雷诺数流，即层流，而在工业应用中，无纺纤维层常常在大雷诺数流中运行。作者给出了大雷诺数流场中单位长度纤维上无量纲流体阻力的定义式，并用类比法求得了这种无量纲流体阻力和纤维层压力损失的计算式，最后用实验证实了这些研究结果。     

垂下液膜式水平管蒸发器的换热特性

采用层流和紊流两种模型对一水平管外垂下液膜的强制对流蒸发换热性能进行了数值计算．对管顶部的冲击滞止区和管侧部的自由绕流区分别采用不同的坐标变换方法进行微分方程组简化．根据滞止区计算结果确定自由绕流区的初始边界条件,排除了以前类似计算中人为假定计算边界条件的缺陷．紊流计算采用壁面函数法．数值计算结果确认了液膜蒸发量对换热系数的影响可以忽略,液膜内温度分布不能近似为线性分布．计算结果和作者的实验数据及其他研究的实验数据进行了比较,实验值处于层流解和紊流解之间,更靠近紊流解．对水和Ｒ１１两种工质,紊流解和实验值吻合得很好     

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.     

弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性的数值研究

针对航空发动机吸雨的问题,建立了气流与壁面水膜双向耦合作用的数值分析方法,对弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性进行了数值研究。结果表明:弯曲通道中二次流的作用引起凹面水膜向凸面迁移,在凸面沿垂直流动方向两端形成水膜的聚集区,在凹面的两端则出现水膜厚度减小的现象;来流马赫数与凸、凹表面水膜厚度成负相关关系,水膜流量与凸、凹表面水膜厚度成正相关关系;进口气流角增大导致凸面水膜厚度增大、凹面水膜厚度减小;通道曲率增大引起凸面水膜沿流动方向加剧收缩;相界面处压力波动是引起水膜波动的原因,水膜厚度的波动幅度与来流马赫数和进口气流角成正相关关系。该结果可为改善航空发动机吸雨引起的气动特性恶化问题研究提供参考。     

计算机在波动膜流方程求解中的应用

波动降膜显著地促进了传热传质，为了计算波动降膜传热传质，求解得到波动膜流解是非常重要的。本文采用数值方法求解周期性波动膜流方程，结果表明，所求得的解是可靠的。     

混合流态下带油腔滑动轴承静态特性分析

以带油腔的高速动压径向滑动轴承为研究对象,基于层流、紊流润滑理论,建立了层流、紊流同时存在于同一轴承油膜时的滑动轴承静态特性二维模型;分析不同轴颈转速下油膜内雷诺数、压力、温度的分布以及承载力、摩擦力、侧泄量等静态特性的变化;并将结果与无腔圆柱轴承和单一流态下的计算结果进行对比.结果表明:在动压滑动轴承流场计算中,必须首先正确判定油膜流态及计入温黏关系;由于油腔的存在,混合流态下油膜雷诺数、压力分布曲线呈现明显的阶梯性;与相同条件的无腔轴承相比,开设油腔会小幅降低承载力,但同时会减少摩擦和降低温升,综合性能较优.     

水平传热管外过冷水垂膜强制对流换热特性

用数值计算方法对水平传热管外过冷水垂下液膜的强制对流显热换热特性进行了研究．计算采用层流流动模型,将液膜流动区分为管顶部的滞止区和侧部的自由绕流区分别计算．滞止区计算采用Ｇｏｅｒｔｌｅｒ变换方法,绕流区计算采用自由流函数变换方法．结果证明,在喷嘴尺寸固定时,换热努塞尔特数除与膜雷诺数、普朗特数有关外,与反映管径尺寸的无量纲数、阿基米德数也相关．因此,在膜雷诺数１０３～１０４和普朗特数２～７内,得到了近似拟合公式．该公式和以往的经验公式吻合,较好地预示了文中的实验结果．为实际管排式蒸发器研究提供了依据．     

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.     

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。     

热管式降膜吸收器波动降膜传热传质过程模拟

对第二类吸收热泵热管式降膜吸收器溶液降膜吸收传热传质并通过热管移出吸收热的过程进行了数值研究．根据所求得的波动膜流解及建立的数学模型，通过求解热管加热段外壁面溶液波动降膜传递方程和热管传热方程，研究了膜雷诺数、低位余热温度、输出热温度及降膜波动等因素对传热传质过程的影响，并与平滑膜进行了比较．     

巷道气体分层流特性分析

在瓦斯隧道的施工和矿井工作面的生产过程中顶板出现瓦斯层状积聚,是导致地下工程灾害的重要危险源,含有瓦斯积聚层的巷道风流属气体密度分层流,给出巷道气体分层流的数值计算模型,在与实验结果对比基础上,进行了计算机数值模拟,并分析了巷道气体分层流的特征,讨论了影响瓦斯积聚层气体速度降低,和积聚层瓦斯浓度稳定的因素。     

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.     

纳滤纯化低聚壳聚糖制备液的膜污染

为了实现纳滤纯化低聚壳聚糖制备液技术的工业化,对纳滤过程中膜污染的形成进行研究,分析了电解质浓度对纳滤膜吸附层污染的影响和纳滤运行中的能量分布情况以及吸附层对电解质截留率的影响。结果发现,膜面吸附层污染与浓差极化存在复杂的交互影响。运行初期传质过程主要受浓差极化控制,低聚壳聚糖在膜面吸附形成的浓流层使浓差极化进一步加剧;随着低聚壳聚糖在膜面累积数量的增大,传质过程逐渐转变为吸附层结构和浓差极化共同控制。膜面吸附层的形成分为浓流层和致密层两个阶段,其中致密层是造成纳滤膜脱盐和操作性能恶化的主要原因,在操作过程中应及时控制和减缓该层的形成。