XJMS型浮选机流场的试验研究.pdfVIP

第 2期 选 煤 技 术 No．2 2010年 4月 C0AL PREPARAT10N TECHNOLOGY Apr．2010 文苹 编号 ：1001 3571 (2010)02一O011一O3 XJM—S型浮选机流场的试验研究 魏 昌杰’，程宏志 ，石 焕 ，贾先锋 (1．煤炭科学研 究总院唐 山研究院，河北 唐 山 063000； 2．贵州松河煤业发展有限责任公司，贵州 六盘水 553526) 摘要 ：运用PIV粒子成像测速技术对 xJM—S型 8L实验 室浮选机模 型流场进行 了试验研究，分 析 了浮选槽 内流场的运动规律 ：该浮选槽 内不 同区域存在循环流、旋转流和上升流等错综复杂的 流动状态；沿垂直方向，在浮选槽的下部以循环流为主，上部以上升流为主；沿水平方向，中心 区域 以循环流为主，周边区域 以旋转上升流为主。该流动状态符合浮选过程要求。 关键词 ：浮选机；流场；PIV技 术；循环流；旋转流 ；上升流 中图书分类号 ：TD943 文献标识码 ：A 浮选机浮选槽内流场运动复杂，影响因素多 ， 显不 出来 。 理论分析难度大，一直是研究的难题 。对于浮选过 在叶轮线速 度 =6．30m／s情况下，分别对 l0 程来说 ，叶轮 一定子系统所产生的流体动力学状态 — 1O、30—30、50—50、7O一70截面 (图2)进行拍摄 ， 应满足浮选动力学的要求 ，以利于气泡矿化和矿粒 处理图片后 ，得到各个截面上的速度矢量云图，在速 一 气泡集合体的形成和上浮；在浮选槽下部，需要 度矢量云图上做 =25ram、L=100ram、 =165mill 产生剧烈搅拌和强湍流运动，以保持矿粒悬浮 ，并 的直线 (图 1)，直线详细位置如图2所示，提取直线 将空气弥散为细小气泡，为矿粒和气泡提供充分的 上点的数据 ，即可直观显示流体速度 (Speeds)、水 碰撞机会和碰撞动能；而在浮选槽上部 ，又要建立 平速度()、垂直速度 ()、涡量(Vorticity)随槽体 一 个相对稳定的分离区和平稳 的泡沫层 ，以减小矿 高度 (即流场深度)的变化关系。 粒的脱落机会，从而提高浮选速度和选择性。 为探索浮选槽 内流体运动规律 ，根据相似原 理 ，以XJM—S型浮选机为原型 ，设计制作 了8L 浮选机试验模型，运用 PIV粒子成像测速技术对其 进行了流场试验研究 。 1 试验装置和测试方法 试验采用 PIV粒子成像测速技术 ，以水 、示踪 粒子为测试介质对图 1所示的浮选槽内流场进行 了 图 1 浮选槽 研究。 测试方法如下 ：调整叶轮转速 ，将激光器产生 的光束经透镜散射后形成的片光源人射到流场待测 区域 ；CCD摄像机以垂直片光源的方向对准该 区 域 ；利用示踪粒子对光的散射作用 ，记录下两次脉 盈 煦 冲激光 曝光 时粒子 的图像 ，形成两 幅 PIV底 片 3n 越 (即一对相同测量 区域 、不 同时刻的图片)；对底 片进行后处理 ，将粒子图像 以速度矢量云图的形式 图2 关系曲线截面位置 2 试验分析 修改稿 收稿 日期 ：2010—03—3t 作者简介：魏 昌杰 (1984一)，男 ，陕西旬 阳人 ，煤炭科学研究总