浮选机内气液两相流数值模拟

刘涛¹，彭小奇^1,2，伍雁鹏^1,3，江倩¹，高东坡¹

1. 中南大学能源科学与工程学院2. 湖南第一师范学院信息科学与工程系3. 邵阳学院信息工程系

摘 要：基于群体平衡理论和CFD数值计算方法,考虑不同尺寸气泡及气泡间聚并与破碎,建立了气液两相流的CFD-PBM耦合模型。应用该模型和Fluent软件对某铝厂的KYFⅡ-40型机械搅拌充气式浮选机内的矿浆-气泡两相流进行数值模拟,获得了其两相流场、气含率和气泡尺寸分布等信息。模拟结果表明,在生产工艺条件下,浮选机内的流体在转子带动下形成上下两个循环流场;气含率保持在0.1左右,壁面附近及循环流场的中心处气含率偏高,并沿气液混合区向气液分离区减少;气液混合区的气泡变化以破碎为主,气泡较小,分离区的气泡变化以聚并为主,且气泡尺寸逐渐增大;气泡尺寸总体上呈多峰分布,其主峰对应的气泡直径位于3⁴mm之间,有利于提高浮选生产效率。

关键词：浮选;气液两相流;聚并与破碎;群体平衡模型;CFD数值计算;