一种确定水力旋流器给矿压强的方法技术

本发明专利技术提供一种确定水力旋流器给矿压强的方法，包括：确定目标工况下水力旋流器的结构参数、待分级物料的密度、粒度组成和现场给料浓度；采用三维建模软件建立水力旋流器的流场域计算模型，并将其网格离散；将生成的网格导入计算流体力学软件Fluent软件中，设定流场域计算模型的边界条件，并设置液相粘度，进行数值计算；从数值计算结果提取并分析不同给矿压强时水力旋流器内部流场的空气柱、零速包络面、盖下短路流及湍流强度，确定水力旋流器目标工况下最适宜给矿压强；本发明专利技术针对具体目标工况，充分考查该工况下水力旋流器的结构参数、待分级物料的密度、粒度组成和现场给料浓度，所确定的水力旋流器给矿压强更适合现场生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水力旋流器
，具体是一种确定水力旋流器给矿压强的方法。
技术介绍
水力旋流器是当前选矿厂应用最广泛的分级设备，水力旋流器分级效果直接关系到选矿厂选矿指标和经济效益。水力旋流器给矿压强是影响水力旋流器分级效果的重要因素，给矿压强要处于合理范围，既不能过低而影响分级效率，又不能过高而浪费能耗。目前，选矿厂水力旋流器给矿压强通常依靠经验公式或借鉴相似生产现场来确定，这些确定方法均以水力旋流器分级产品为判别依据，没有考虑旋流器内部流场特性，而水力旋流器分级结果恰恰是由内部流场决定的，因此基于其内部流场特性来确定适宜给矿压强，切实可行且具有更高精确度，从而能保证水力旋流器处于最佳工作状态，充分发挥自身优势。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种确定水力旋流器给矿压强的方法。本专利技术的技术方案如下：一种确定水力旋流器给矿压强的方法，包括如下步骤：步骤1、确定目标工况下水力旋流器的结构参数、待分级物料的密度、粒度组成和现场给料浓度；所述水力旋流器的结构参数包括：给矿管直径、柱段直径、柱段高度、锥角、沉砂口直径、溢流口直径、溢流管插入深度、溢流管壁厚；所述待分级物料的密度指待分级物料的真密度；所述待分级物料的粒度组成指待分级物料中各粒级的重量百分数；步骤2、根据步骤1所述水力旋流器的结构参数，采用三维建模软件SolidWorks软件建立水力旋流器的流场域计算模型，并利用ANSYSMeshing软件将其网格离散，所生成网格扭曲度应不高于0.8；步骤3、将步骤2所生成的网格导入计算流体力学软件Fluent软件中，设定流场域计算模型的边界条件，并设置液相粘度，随后进行数值计算；所述边界条件包括水力旋流器的压强入口和压强出口，其中压强入口设置为0.05MPa～0.20MPa之间的不同给矿压强，压强出口设置为当地标准大气压；所述液相粘度其中，μw为水的粘度，v-10μm为-10μm颗粒的体积分数，系数n＝0.5～0.7；步骤4、从步骤3所得到的数值计算结果提取并分析不同给矿压强时水力旋流器内部流场的空气柱、零速包络面、盖下短路流及湍流强度，确定水力旋流器目标工况下最适宜给矿压强；所述水力旋流器目标工况下最适宜给矿压强是指所对应水力旋流器内部流场特性同时满足：锥段部分的空气柱直径与水力旋流器沉砂口直径之比小于1；锥段部分零速包络面无倒角，且锥段1/2处零速包络面上的点到水力旋流器中心轴线的垂直距离比值不超过1.25；盖下短路流流速不高于1m/s；湍流强度最高值不高于1。有益效果：1、针对具体目标工况，充分考查该工况下水力旋流器的结构参数、待分级物料的密度、粒度组成和现场给料浓度，与以往依靠经验公式或借鉴相似现场的方法相比，所确定的水力旋流器给矿压强更适合现场生产。2、本专利技术基于决定水力旋流器分级结果的流场特性来确定适宜的给矿压强，因此结果更精确。3、本专利技术利用电子计算机数值模拟取代繁琐的人工取样、分析等作业，更方便快捷，且节省人力物力。4、水力旋流器分级结果是由内部流场决定的，因此基于其内部流场特性来确定适宜给矿压强，切实可行且具有更高精确度，从而能保证水力旋流器处于最佳工作状态，充分发挥自身优势。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中给矿压强对空气柱的影响示意图，(a)为给矿压强0.05MPa对空气柱的影响、(b)为给矿压强0.08MPa对空气柱的影响、(c)为给矿压强0.11MPa对空气柱的影响、(d)为给矿压强0.14MPa对空气柱的影响；图2是本专利技术具体实施方式中给矿压强对零速包络面的影响示意图，(a)为给矿压强0.05MPa对零速包络面的影响、(b)为给矿压强0.08MPa对零速包络面的影响、(c)为给矿压强0.11MPa对零速包络面的影响、(d)为给矿压强0.14MPa对零速包络面的影响；图3是本专利技术具体实施方式中给矿压强对盖下短路流的影响示意图，(a)为给矿压强0.05MPa对盖下短路流的影响、(b)为给矿压强0.08MPa对盖下短路流的影响、(c)为给矿压强0.11MPa对盖下短路流的影响、(d)为给矿压强0.14MPa对盖下短路流的影响；图4是本专利技术具体实施方式中给矿压强对湍流强度的影响示意图，(a)为给矿压强0.05MPa对湍流强度的影响、(b)为给矿压强0.08MPa对湍流强度的影响、(c)为给矿压强0.11MPa对湍流强度的影响、(d)为给矿压强0.14MPa对湍流强度的影响；图5是本专利技术具体实施方式中不同给矿压强下实际分级所得粒度分配曲线图；图6是本专利技术具体实施方式中确定水力旋流器给矿压强的方法流程图。具体实施方式下面通过Φ50mm水力旋流器分级某贫铁矿石来说明本专利技术的具体实施方式：一种确定水力旋流器给矿压强的方法，如图6所示，包括如下步骤：步骤1、确定目标工况下水力旋流器的结构参数、待分级物料的密度、粒度组成和现场给料浓度；所述水力旋流器的结构参数包括：给矿管直径、柱段直径、柱段高度、锥角、沉砂口直径、溢流口直径、溢流管插入深度、溢流管壁厚；所述待分级物料的密度指待分级物料的真密度；所述待分级物料的粒度组成指待分级物料中各级别粒级的重量百分数；水力旋流器的结构参数如表1所示。表1Φ50mm水力旋流器结构参数列表确定待分级贫铁矿石粒度组成如表2所示。表2待分级贫铁矿石粒度组成确定现场给料重量浓度为30％；待分级物料的密度为2763kg/m3；水的密度为998.2kg/m3，动力黏度为1.003×10-3pa·s；空气的密度为1.225kg/m3，动力黏度为1.7894×10-5Pa.s。步骤2、根据步骤1所述水力旋流器的结构参数，采用三维建模软件SolidWorks软件建立水力旋流器的流场域计算模型并利用ANSYSMeshing软件将其网格离散，所生成网格扭曲度应不高于0.8；根据表1所述参数，利用SolidWorks软件建立水力旋流器内的流场域计算模型并利用ANSYSMeshing将其网格离散，所生成网格扭曲度最高位0.6。步骤3、将步骤2所生成的网格导入计算流体力学软件Fluent软件中，设定流场域计算模型的边界条件，并设置液相粘度，随后进行数值计算；在计算流体力学软件Fluent中，设置入口为压强入口，不同给矿压强分别为0.05MPa、0.08MPa、0.11MPa和0.14MPa；设置溢流口和沉砂口为压强出口，压强出口设置为当地标准大气压，即相对压强为0；设置液相粘度μm为：μm=3.8μw(1-v-10μm0.62)]]>其中，水的粘度μw＝1.7894×10-5pa·s，-10μm例颗粒的体积分数v-10μm为Fluent软件自动计算，系数n＝0.62；步骤4、从步骤3所得到的数值计算结果提取并分析不同给矿压强时水力旋流器内部流场的空气柱、零速包络面、盖下短路流及湍流强度，确定水力旋流器目标工况下最适宜给矿压强；所述水力旋流器目标工况下最适宜给矿压强是指所对应水力旋流器内部流场特性同时满足：锥段部分的空气柱直径与水力旋流器沉砂口直径之比小于1；锥段部分零速包络面无倒角，且锥段1/2处零速包络面上的点到水力旋流器中心轴线的垂直距离比值不超过1.25；盖下短路流流速不高于1m/s；湍流强度最高值不高于1。不同给矿压强所对应的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定水力旋流器给矿压强的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、确定目标工况下水力旋流器的结构参数、待分级物料的密度、粒度组成和现场给料浓度；所述水力旋流器的结构参数包括：给矿管直径、柱段直径、柱段高度、锥角、沉砂口直径、溢流口直径、溢流管插入深度、溢流管壁厚；所述待分级物料的密度指待分级物料的真密度；所述待分级物料的粒度组成指待分级物料中各粒级的重量百分数；步骤2、根据步骤1所述水力旋流器的结构参数，采用三维建模软件SolidWorks软件建立水力旋流器的流场域计算模型，并利用ANSYS Meshing软件将其网格离散，所生成网格扭曲度应不高于0.8；步骤3、将步骤2所生成的网格导入计算流体力学软件Fluent软件中，设定流场域计算模型的边界条件，并设置液相粘度，随后进行数值计算；所述边界条件包括水力旋流器的压强入口和压强出口，其中压强入口设置为0.05MPa～0.20MPa之间的不同给矿压强，压强出口设置为当地标准大气压；所述液相粘度其中，μw为水的粘度，v‑10μm为‑10μm颗粒的体积分数，系数n＝0.5～0.7；步骤4、从步骤3所得到的数值计算结果提取并分析不同给矿压强时水力旋流器内部流场的空气柱、零速包络面、盖下短路流及湍流强度，确定水力旋流器目标工况下最适宜给矿压强；所述水力旋流器目标工况下最适宜给矿压强是指所对应水力旋流器内部流场特性同时满足：锥段部分的空气柱直径与水力旋流器沉砂口直径之比小于1；锥段部分零速包络面无倒角，且锥段1/2处零速包络面上的点到水力旋流器中心轴线的垂直距离比值不超过1.25；盖下短路流流速不高于1m/s；湍流强度最高值不高于1。...

【技术特征摘要】
1.一种确定水力旋流器给矿压强的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、确定目标工况下水力旋流器的结构参数、待分级物料的密度、粒度组成和现场给料浓度；所述水力旋流器的结构参数包括：给矿管直径、柱段直径、柱段高度、锥角、沉砂口直径、溢流口直径、溢流管插入深度、溢流管壁厚；所述待分级物料的密度指待分级物料的真密度；所述待分级物料的粒度组成指待分级物料中各粒级的重量百分数；步骤2、根据步骤1所述水力旋流器的结构参数，采用三维建模软件SolidWorks软件建立水力旋流器的流场域计算模型，并利用ANSYSMeshing软件将其网格离散，所生成网格扭曲度应不高于0.8；步骤3、将步骤2所生成的网格导入计算流体力学软件Fluent软件中，设定流场域计算模型的边界条件，并设置液相粘度，随后进行数值计算；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冬林，潘鹏飞，吴前锋，商红伟，王长艳，魏德洲，崔宝玉，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21