浮選機(jī)葉輪流體動(dòng)力學(xué)及流固耦合的數(shù)值模擬.pdf

1、在礦山及冶煉行業(yè)，浮選機(jī)占有非常重要的地位。隨著浮選設(shè)備的日益大型化，對(duì)于設(shè)備的可靠性要求增加。在其正常工作過程中，由于浮選流場(chǎng)的非定常及復(fù)雜的湍流流動(dòng)，導(dǎo)致浮選機(jī)葉輪承受紊亂的流體激勵(lì)力，形成沖擊振動(dòng)，稱為浮選機(jī)的流體誘發(fā)振動(dòng)。浮選機(jī)的流體誘發(fā)振動(dòng)問題是典型的流固耦合問題，流體因素和結(jié)構(gòu)因素共同影響著浮選機(jī)的振動(dòng)特性。本文通過計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics）和有限元(Finite Element

2、 Method)分析數(shù)值模擬的方法，對(duì)按比例縮小的浮選機(jī)流場(chǎng)進(jìn)行研究，得到造成浮選機(jī)振動(dòng)的流體因素和部分結(jié)構(gòu)因素。
　　為找出影響浮選機(jī)的振動(dòng)特性流體因素，從流場(chǎng)特征和葉輪流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)入手，對(duì)直列葉輪純液相浮選流場(chǎng)進(jìn)行了195-315r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的數(shù)值模擬，得到純液相工況直列葉輪承受流體激勵(lì)力隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律;其次對(duì)氣體入口質(zhì)量流量為0.1kg/s、轉(zhuǎn)速范圍195-315r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的充氣直列葉輪和傾斜葉輪浮選流

3、場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，得到充氣流場(chǎng)中葉輪承受流體激勵(lì)力隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律;對(duì)直列、傾斜葉輪在轉(zhuǎn)速300r/min、進(jìn)氣量為0.02-0.14kg/s工況進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出直列和傾斜排布葉片承受流體激勵(lì)隨進(jìn)氣量的變化特征。
　　對(duì)流體激勵(lì)力信號(hào)的處理方式采用均方根值化和快速傅里葉變換，得到流體激勵(lì)力信號(hào)的強(qiáng)度特征和頻域特征。葉片排布方式、充氣量、葉輪轉(zhuǎn)速均會(huì)對(duì)浮選機(jī)葉輪承受流體激勵(lì)力產(chǎn)生影響。
　　使用單向流固耦合方法對(duì)傾斜葉輪