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基于湍流场特性的调浆过程强化机理研究

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变量注释表

1 绪论

1.1 课题来源(Project Resource)

1.2 研究背景及意义(Research Background and Significance)

1.2.1 矿物分选现状概述

1.2.2 矿物浮选分离设备

1.2.3 浮选调浆必要性

1.3 调浆概况及设备(Conditioning Overview and Equipment)

1.3.1 调浆概况

1.3.2 常规搅拌调浆设备

1.3.3 专利搅拌设备

1.4 搅拌槽内流场特性研究现状(Research Status of Flow Field Characteristics in Stirred Tank)

1.4.1 流场特性的试验研究

1.4.2 流场特性的数值模拟研究

1.5 湍流涡特性研究现状(Research Status of Turbulent Vortex Characteristics)

1.6 浮选调浆研究现状(Research Status of Floating-conditioning)

1.7 研究内容及技术路线(Research Content and Technical Route)

1.7.1 研究内容

1.7.2 技术路线

2 搅拌槽内湍流场的结构特征

2.1 计算流体力学理论及模型(Theory and Model of Computational Fluid Dynamics)

2.1.1 控制方程

2.1.2 湍流模型

2.1.3 桨叶模型

2.2 数值计算求解过程(Solution Process of Numerical Calculation)

2.2.1 模型构建与网格划分

2.2.2 参数设置

2.3 搅拌槽内流场分析(Flow Field Analysis in Stirred Tank)

2.3.1 湍流运动特征

2.3.2 瞬时速度随时间变化规律

2.3.3 流体三维流线运动

2.3.4 流体速度分布规律

2.3.5 尾涡结构特征

2.4 湍流场型式对湍流强度的影响(Influence of Turbulent Field Pattern on Turbulence Intensity)

2.4.1 轴向型湍流场下湍流强度分布特性

2.4.2 径向型湍流场下湍流强度分布特性

2.4.3 复合型湍流场下湍流强度分布特性

2.5 湍流场型式对湍流涡耗散微尺度的影响(Influence of Turbulent Field Pattern on the Turbulent Vortex Dissipation Microscale)

2.5.1 轴向型湍流场下湍流涡耗散微尺度特性

2.5.2 径向型湍流场下湍流涡耗散微尺度特性

2.5.3 复合型湍流场下湍流涡耗散微尺度特性

2.6 不同湍流场型式下湍流涡耗散微尺度的分布规律(Distribution Rule of Turbulent Vortex Dissipation Microscale under Different Turbulent Field Patterns)

2.6.1 轴向型湍流场下轴向位置对 η 的影响

2.6.2 径向型湍流场下轴向位置对 η 的影响

2.6.3 复合型湍流场下轴向位置对 η 的影响

2.7 不同型式湍流场 特性的综合评价 (Comprehensive Evaluation of the Turbulent Field Characteristics under Different Patterns)

2.8 本章小结(Summary)

3 湍流场作用下的混合分散特性

3.1 数值计算简介及参数设置(Numerical Simulation and Parameters Setting)

3.1.1 多相流模型

3.1.2 参数设置

3.2 湍流场作用下颗粒体积分数分布(Volume Fraction Distribution of Particle under Turbulent Field)

3.2.1 轴向型湍流场下颗粒体积分数分布

3.2.2 径向型湍流场下颗粒体积分数分布

3.2.3 复合型湍流场下颗粒体积分数分布

3.3 湍流场作用下颗粒悬浮均匀特性(Particle Suspension Uniformity under Turbulent Field)

3.3.1 轴向型湍流场下颗粒浓度方差分布

3.3.2 径向型湍流场下颗粒浓度方差分布

3.3.3 复合型湍流场下颗粒浓度方差分布

3.4 固相颗粒对湍流涡耗散微尺度的影响(Effects of Solid Particle on Turbulent Vortex Dissipation Microscale)

3.4.1 轴向型湍流场下固相颗粒对湍流涡耗散微尺度的影响

3.4.2 径向型湍流场下固相颗粒对湍流涡耗散微尺度的影响

3.4.3 复合型湍流场下固相颗粒对湍流涡耗散微尺度的影响

3.5 湍流场内矿浆浓度分布预测(Pulp Concentration Distribution Predict in Turbulent Field)

3.5.1 试验材料与方法

3.5.2 BP神经网络

3.5.3 搅拌槽内矿浆浓度分布行为(Distribution Behavior of Solid Phase Concentration in Stirred Tank)

3.5.4 基于 BP 神经网络的矿浆浓度模型构建与预测

3.6 本章小结(Summary)

4 湍流场作用下的相间作用行为

4.1 试验方法(Test Methods)

4.1.1 粒度分布试验

4.1.2 颗粒间作用力测试

4.2 湍 流 场 作 用 下 颗 粒 的 聚 团 特 性 ( Agglomeration Characteristics of Particles under Turbulent Flow Field)

4.2.1 轴向型湍流场对石英粒度分布特性的影响

4.2.2 径向型湍流场对石英粒度分布特性的影响

4.2.3 复合型湍流场对石英粒度分布特性的影响

4.2.4 湍流场型式对搅拌槽内颗粒聚团 d50的影响

4.3 湍流场作用下三相界面的矿化行为(MineralizationBehavior on Three Phase Interfacial under Turbulent Field)

4.4 湍流场作用下颗粒间相互作用力(Interaction Force between Particles under Turbulent Field)

4.4.1 轴向型湍流场对颗粒间作用力的影响

4.4.2 径向型湍流场对颗粒间作用力的影响

4.4.3 复合型湍流场对颗粒间作用力的影响

4.5 本章小结(Summary)

5 湍流强化调浆过程的作用机理

5.1 调浆体系内湍流场特征分析(Turbulent field Characteristics in Conditioning System)

5.1.1 湍流强度与湍流动能

5.1.2 湍流涡量与湍流能量耗散

5.1.3 湍流运动多尺度性

5.2 湍流场中矿浆运动行为分析(Behavior Analysis of Pulp Movement in Turbulent Field)

5.2.1 颗粒受力分析

5.2.2 局部脱离系数

5.2.3 矿浆均质性

5.3 湍流场中固-液混合分散行为分析(Behavior Analysis of Solid-liquid Mixing Dispersion in Turbulent Field)

5.3.1 完全离底悬浮

5.3.2 离心力场中的颗粒运动

5.3.3 固相均匀悬浮

5.4 湍流场中颗粒间聚团行为及其动力学分析(Agglomeration Behavior and Dynamics Analysis between Particles in Turbulent Field)

5.4.1 颗粒跟随特性

5.4.2 颗粒间碰撞概率

5.4.3 颗粒间聚团行为

5.4.4 聚团破裂行为

5.4.5 矿物颗粒间聚团概率

5.4.6 湍流中聚团动力学

5.5 本章小结(Summary)

6 不同湍流场作用下的粉煤灰调浆界面效应及其浮选行为

6.1 材料与方法(Materials and Methods)

6.1.1 粉煤灰性质

6.1.2 试验装置与方法

6.2 调浆时间对粉煤灰浮选效果的影响(Influence of Conditioning Time on the Flotation Effect of Fly Ash)

6.3 不同湍流场作用下的粉煤灰调浆界面效应(Interfacial Effect of Fly Ash Conditioning under Different Turbulent Fields

6.3.1 粉煤灰颗粒表面疏水性

6.3.2 粉煤灰颗粒表面电位性质

6.3.3 粉煤灰颗粒-气泡间诱导时间

6.4 不同湍流场作用下的粉煤灰浮选动力学(Flotation Dynamics of Fly Ash under Different Turbulent Fields)

6.4.1 轴向型湍流场作用下粉煤灰浮选行为

6.4.2 径向型湍流场作用下粉煤灰浮选行为

6.4.3 复合型湍流场作用下粉煤灰浮选行为

6.4.4 不同型式湍流场作用下粉煤灰浮选动力学

6.5 不同湍流场作用下的粉煤灰浮选脱炭行为(Flotation Decarbonization of Fly Ash under Different Turbulent Fields)

6.5.1 轴向型湍流场下粉煤灰浮选脱炭效果

6.5.2 径向型湍流场下粉煤灰浮选脱炭效果

6.5.3 复合型湍流场下粉煤灰浮选脱炭效果

6.6 复合型湍流场作用下粉煤灰调浆-浮选效果综合评定(Comprehensive Evaluation of Conditioning-flotation Performance of Fly Ash under Compound Turbulent Field)

6.7 本章小结(Summary)

7 结论与展望

7.1 主要结论(The main conclusions)

7.2 主要创新点(The innovation points)

7.3 展望(Prospects)

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

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著录项

  • 作者

    杨露;

  • 作者单位

    中国矿业大学中国矿业大学(江苏);

  • 授予单位 中国矿业大学中国矿业大学(江苏);
  • 学科 矿物加工工程
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 张海军;
  • 年度 2020
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 TS1TS;
  • 关键词

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