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DSM型重介質旋流器流場數值模擬

[2019/2/25]

  對 DSM 型旋流器進行了初步的數值模擬研究,並通過與試驗測量數據比較的方法,研究了使用 Fluent 軟件和選用 RSM 模型對 DSM 型旋流器的流場進行數值模擬的可行性。通過對旋流器的理論分析和 CFD 數位模擬,可以得出以下初步結論:

旋流器

  (l)在旋流器內的流體運動沿著溢流管的外側存在著一個向下的流動區域,一直到溢流管的下端同溢流會合從溢流管流出。這就導致了旋流器分選時有部分物料在進料口附近順溢流管外壁下流,也就是沿溢流管外壁向下存在短路流,這使物料沒有進入分選區域就隨著上升流由溢流管排出,造成溢流短路(跑粗)現象,從而降低了旋流器的分選效率。

  同時還可以看出,在旋流器內,流體的運動沿著旋流器的內壁存在一個一直到底流口的下滑區,這個高梯度速度變化的下滑區的存在有利於重粗顆粒快速排出,但是輕細顆粒一旦進入這一區域也會隨著排除,這就造成了一小部分輕細顆粒短路到底流。並且溢流短路的幾率比底流短路的幾率大,因此在設計旋流器時應選用合適的結構參數來減小或消除這兩種短路流的存在。

  (2)旋流器內的軸向速度從器壁越接近中心越高,速度由負變正,大約在旋流器半徑的中部通過零點。所有速度為零的各點形成了所謂零軸速包絡麵 Lzvv 。該麵內部流體向上流動形成內旋流,而在外部的流體則向下往底部流動形成外旋流。

  (3)旋流器內的切向速度總體的變化趨勢是從外向內逐漸升高,在空氣柱附近達到最大值,然後逐步下降到最低點。這一變化趨勢同理論分析中的強製渦和自由渦相對應,從而證明了旋流器內確實存在著這兩種渦。

  (4)在旋流器內由於回流的作用,在旋流器中間形成一個負壓區,由於這個負壓區的存在把空氣從底流口吸入從溢流口排出,從而形成了空氣柱。

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