材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

后台阶气固两相流动的大涡模拟

本文基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,开发了气固两相流动双向耦合求解器,并对Re=13800、颗粒直径为150μm的玻璃球的后台阶两相流动进行了计算。其中气相采用大涡模拟方法,用盒式过滤函数对流体相控制方程过滤求解。颗粒相采用拉格朗日方法对颗粒进行跟踪。将计算结果和实验数据进行对比,以此来检验颗粒受力计算模型和亚格子气固两相求解器的准确性。

关键词: 后台阶流动 , 气固两相流 , 大涡模拟 , OpenFOAM

滚筒是工业过程中处理固体颗粒的一种常用设备,本文采用离散元(Discrete Element Method,DEM)方法软球模型对滚筒内两种粒径颗粒运动进行模拟.针对不同转速下颗粒分布,提出了表观混合指数和动态混合指数来衡量两种颗粒的混合程度.利用混合指数,对于颗粒混合随时间的变化进行了研究.结果显示了不同转速下迥异的分布特性.同时,对于不同转速下二元颗粒的混合与分离,分析探究了其内部机理.最后,从能量角度探究了不同转速下滚筒内颗粒运动.

关键词: 滚筒 , 离散元方法 , 混合指数

典型鼓泡流态化离散元模拟及参数敏感性分析

房明明 , 罗坤 , 杨世亮 , 张科 , 樊建人

工程热物理学报

鼓泡流态化一直是稠密气固多相流研究领域中的热点,本文用计算流体力学-离散单元方法(CFD-DEM)对典型鼓泡流态化过程进行模拟并针对影响计算结果的重要参数进行敏感性分析,旨在验证程序的可靠性、精确度,并进一步分析模型参数对结果的影响.模拟结果真实还原了鼓泡流态化的流动情形,发现颗粒参数如杨氏模量对结果的影响较小,而静摩擦系数对结果影响较大,颗粒碰撞切向阻尼可以忽略.模拟边界条件对结果的影响主要体现在边壁附近,对中心区域统计量变化影响很小.此外,还发现不同网格尺度对模拟结果有明显影响.

关键词: 计算流体力学 , 离散单元方法 , 鼓泡流态化 , 参数敏感性分析

SABC工艺在国内生产实践中的探索

杨世亮 , 杨保东 , 李隆德 , 郭晓丽 , 王越

黄金 doi:10.11792/hj20130314

研究了φ8.8 m×4.8 m大型半自磨机首次在中国黄金集团内蒙古某铜钼矿山的应用,其生产能力15000 t/d.投产初期,生产能力在短期内达到预期能力的100％.但半自磨机的衬板磨损严重,顽石破碎机不能有效地发挥其应有的功效,使SABC工艺没有完全达到设计的初衷.由于半自磨机的钢球充填率、顽石窗的开孔面积、直线筛的筛分效率、顽石破碎机的开启时间等制约了处理能力的提升,使半自磨机的磨矿效率和球磨机的磨矿效率不相匹配,增加了球磨机的功率消耗等.为了解决SABC工艺的平衡问题,增加生产能力,采取了从半自磨机中排出更多的顽石、改变钢球补加数量和调整球磨机的钢球尺寸、调整直线筛的筛孔形状、开孔面积和冲洗水、调整半自磨机给矿粒度的配比、调整破碎机HP 800的排矿口一系列措施等.这些措施的实施获得了较好的效果,系统生产能力目前达到35000 t/d.

关键词: SABC工艺 , 半自磨机 , 顽石窗 , 格子板 , 开孔率

微型循环流化床的CFD-DEM模拟

房明明 , 罗坤 , 杨世亮 , 张科 , 樊建人

工程热物理学报

快速流态化是颗粒材料工业处理过程中的重要工艺手段,在各领域中都有极广泛应用.本文利用计算流体力学离散单元方法(CFD-DEM),对典型快速流态化装置微型流化床内的复杂气固流动现象进行尝试性模拟,模拟结果真实地还原了流化床内各个组件内复杂的气固流动特性.在此基础上,对装置内气固时均速度场、时均空隙率分布等进行了分析.发现这些统计量在入口和出口附近都有明显的波动变化,颗粒时均速度沿轴线呈反“C”型分布,装置结构对气固流动特性有重要影响.

关键词: 循环流态化 , 微型流化床 , 旋风分离器 , CFD-DEM

气固鼓泡床的全尺度直接数值模拟

谭骏华 , 罗坤 , 杨世亮 , 樊建人

工程热物理学报

颗粒全尺度直接数值模拟由于不引入任何相间作用力封闭模型、同时又考虑了颗粒相与流体相之间的四向耦合,因而具有极高的计算精度和准度.本文采用内嵌边界多重直接力算法结合软球碰撞模型对实验室尺度的气固鼓泡流化床装置进行了全尺度直接数值模拟.计算结果真实还原了鼓泡流态化的流动情形,且能有效地捕捉装置内部流场的详细运动情况和涡结构.对流化床内颗粒在传统的离散元模型框架下进行曳力统计发现,平均曳力比全尺度模拟结果小约20％～30％.其具体数值因选取比较的曳力模型和统计网格而异.改进传统曳力模型需考虑颗粒群的非均匀性以及颗粒拟温度.

关键词: 颗粒流 , 直接数值模拟 , 内嵌边界方法 , 气固鼓泡床 , 曳力

不同管排方式下三维鼓泡床内气固流型及埋管磨损的LES-DEM研究

杨世亮 , 罗坤 , 房明明 , 樊建人

工程热物理学报

埋管具有限制气泡大小和改变床内气固流动特性而被广泛用于密相流化床内,但不同管排方式对改善气固流型特性的作用不同.本文基于LES-DEM耦合方法,在颗粒尺度层面研究了不同管排方式下鼓泡床内颗粒流动特性以及埋管磨损分布特性.发现埋管的存在使得在管束的上部和下部区域存在四个明显的局部颗粒循环.另外,错列管排对颗粒的轴向迁移的限定更为明显,使得颗粒浓度在水平方向上分布更为均匀.由于不同的管排方式导致不同的气固流动特性,管束周围磨损特性差异明显.

关键词: 鼓泡流化床 , 管束排列 , 气固流型 , 埋管磨损

铜钼混合精矿分离浮选工业试验研究

杨保东 , 杨世亮 , 谢纪元 , 李鹏

黄金

介绍了国外从斑岩铜矿中回收钼的主要矿山和进行铜、钼浮选分离的主要方法.乌努格吐山大型斑岩铜钼矿选矿通过小型试验和前期工业试验,找出了工业生产中存在铜钼混合精矿脱水脱药不理想、陶瓷过滤机无法过滤- 325目含量占88％铜精矿的问题.最后经过尝试,用原有陶瓷过滤机过滤混合精矿,脱水脱药效果明显,并使用加压过滤机过滤铜精矿,解决了陶瓷过滤机无法过滤细粒级铜精矿的难题.选矿工艺流程经改造后,试生产连续产出了合格的钼精矿,钼精矿品位为48％、含铜1.2％.同时,对铜、钼分离工艺中的一些主要问题进行了分析讨论.

关键词: 铜钼混合精矿 , 浮选分离 , 流程改造 , 铜精矿过滤 , 工业试验