新型无压给料三产品重介质旋流器的模拟研究.pdfVIP

第3期 选 煤 技 术 No．3 2008年6月 C0AL pREpARAT10N TECHNOLOGY Jun．2008 文章编号：1001—3571(2008)03—0012—04 新型无压给料三产 品重介质旋流器的模拟研究 邵 涛，刘 峰 (煤炭科学研究总院唐山研究院，河北 唐山 063012) 摘要：利用数值模拟的方法对结构创新型无压给料三产品重介质旋流器的流场进行了分析，并与 传统三产品旋流器进行了对比，得出新型旋流器的浓缩效果和分选精度均比传统旋流器高的研究 结论，因此更适于中煤或矸石含量高的难选煤及高密度非金属矿物的分选。 关键词：计算流体力学；．数值模拟；新型旋流器 中图分类号：TD942 ．7 文献标识码：A 重介质选煤是一种高效选煤方法，因此，自问 世以来，便以其效率和分选精度高及工艺配置灵活 而得到迅速推广，在世界各主要产煤国，重介质选 煤已上升至主导地位。所以，优化重介质旋流器的 结构和开发新型高效重介质选煤设备是重介质选煤 技术的研究重点。 图2 新型三产品旋流器 1 新型无压给料三产品重介质旋流器的提出 2 模型的建立 传统无压给料三产品重介质旋流器 (以下简 在传统的旋流器设计及产品开发工作中，旋流 称传统旋流器)是由圆筒形和圆筒一圆锥形串联 器的结构参数 (表 1)和工艺参数的确定还主要依 而成 (图1)，由于二段简体采用圆筒一圆锥型结 赖经验和实验，设计的可行与否往往取决于大量的 构，因此二段旋流器底流口尺寸限制了设备的处理 试验，不但产品开发周期长、费用高，而且设计人 能力，尤其不适于分选中煤或矸石含量大的原煤。 员的经验起着举足轻重的作用 。 。数值模拟方法 文章研究的新型无压给料三产品重介质旋流器 的应用则改变了传统的设计过程，可以相对准确地 (以下简称新型旋流器)是在保证进入二段旋流器 给出流体流动的细节，如速度场、压力场、密度分 的余压的条件下，将一段筒体由圆筒形改为略带角 布的时变特性，因而不仅可以准确预测流体机械的 度的锥形，以提高一段旋流器的浓缩效果，使二段 整体性能，而且很容易从流场的分析中发现产品或 旋流器的分选密度相对提高，通过改变二段旋流器 工程设计中的问题，因此提出改进方案后，只需重 的锥比，可使该旋流器更适于中煤或矸石含量高的 新设计计算一次就可以判断和评估改进是否有效， 难选煤及高密度非金属矿物的分选。新型旋流器的 并很容易得到某些规律性的知识。这样旋流器的设 结构简图如图2所示。 计与优化对试验和经验的依赖性就大为减少，能够 显著缩短设计周期、降低研发成本 “ 。 根据旋流器的结构参数在GAMBIT中建立三维 旋流器模型后，运用有限体积的方法对三维模型进 行网格划分 (图3、图4)。由于新型旋流器和 传统旋流器在二段 (DSM)结构参数上基本没有 图1 传统的三产品旋流器 变化，主要变化在一段 (DWP)的结构参数上，