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磁选柱数学模型及计算机模拟

作　者: 时杰
导　师: 贾瑞强
学　校: 昆明理工大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: 数学模型计算机模拟选矿磁选磁选柱
分类号: TD924
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近几十年来,随着科学技术的发展和社会的进步,数学这一重要的基础学科迅速地向自然科学和社会科学的各个领域渗透,并在工程技术、经济建设及金融管理等方而发挥出愈来愈明显、甚至是举足轻重的作用。数学与电子计算机技术相结合,已形成一种重要的、可以实现的技术。“高技术本质上是一种数学技术”的提法,已为愈来愈多的人们所认识和接受。然而,一个现实世界中的问题,包括科学技术中的问题,往往并不是自然地以一个现成的数学问题的形式出现。要充分发挥数学的作用,首先要将所考察的现实世界中的问题归结为一个相应的数学问题,即建立该问题的数学模型。这是一个关键性的步骤,在此基础上才有可能利用数学的概念、方法和理论进行深入的分析和研究,从而从定量或定性的角度,为解决现实问题提供精确的数据或可靠的指导。磁选柱作为近年来新发展起来的磁选设备,以其方便,灵活,选矿指标好等优点而被众多选厂倾迷。但磁选柱也和其他选矿设备一样,每一次的应用都需要通过大量的实验室、半工业或工业试验来调试。这不仅浪费了大量的财力、人力、物力,而且对该设备的推广造成很大的困难。正是鉴于这方面的原因,本论文从数学模型的角度出发,对影响磁选柱分选效果的磁力、水力阻力以及颗粒本身的性质等做了详细分析,在借鉴了大量建立数学模型的经验的基础上,做出了磁选柱数学模型。并利用Visual Basic 6.0软件实现了该磁选柱数学模型的计算机动态模拟。该模型不仅可以通过调节一般的分选参数(如通电电流大小,上升水速)来预测分选指标,还可以根据具体选别要求,对磁选柱的结构参数进行设计。由于磁选过程的复杂性以及影响磁选的因素众多,加之条件限制,本论文将该数学模型简化为磁选柱精矿回收率模型和精矿品位模型。通过大量试验调试,对模型中的球形度,磁力,水力阻力系数进行校正。结果证明该模型能够比较准确的预测在不同颗粒性质、不同上升水速或不同电流大小情况下的精矿回收率和精矿品位。并在计算机上动态实现了预测不同条件下每个时刻的回收率和品位。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章文献综述  9-27
  1.1 前言  9-11
  1.2 数学模型及模拟的国内外研究现状  11-17
    1.2.1 产品的设计与制造领域  11-13
    1.2.2 石油化工领域  13-14
    1.2.3 社会科学领域  14-15
    1.2.4 经济学领域  15-16
    1.2.5 其他领域  16-17
  1.3 数学模型及模拟在选矿中的应用及意义  17-27
    1.3.1 意义  17-18
    1.3.2 选矿中数学模型及模拟的发展  18-20
    1.3.3 计算机在选矿建模过程的应用  20-24
    1.3.4 计算机建模在选矿中的新发展  24-27
第二章磁选柱及其模型研究的意义  27-33
  2.1 磁选柱的结构  27
  2.2 磁选柱的原理及发展  27-28
  2.3 磁选柱的种类  28-30
    2.3.1 实用新型磁选柱  28-29
    2.3.2 磁铁矿精选机  29
    2.3.3 复合波磁选柱  29
    2.3.4 脉动磁选柱  29-30
    2.3.5 智能螺旋磁场磁选柱  30
    2.3.6 一种新型磁选柱  30
  2.4 课题目的  30-33
第三章磁选柱数学模型  33-55
  3.1 数学模型  33-39
    3.1.1 数学模型的定义  33-34
    3.1.2 数学模型的分类  34-36
    3.1.3 建模的原则  36-37
    3.1.4 建模的主要步骤  37-38
    3.1.5 建模中应该考虑的问题  38-39
  3.2 几个选矿中的数学模型  39-45
  3.3 磁选柱数学模型的制作  45-47
    3.3.1 模型的微分形式  45-47
    3.3.2 模型的功能  47
  3.4 模型的简化  47-48
    3.4.1 回收率模型  48
    3.4.2 品位模型  48
  3.5 模型的求解  48-55
    3.5.1 磁选柱数学模型因素分析  48-53
      3.5.1.1 磁场作用力  49-51
      3.5.1.2 颗粒在磁选柱中的有效重力  51
      3.5.1.3 上升水力  51-53
      3.5.1.4 颗粒在磁选柱中所受的合力  53
    3.5.2 模型的离散化求解  53-55
第四章数学模型的计算机模拟  55-64
  4.1 模型处理软件的现状  55-58
    4.1.1 Mathematica软件  55-56
    4.1.2 MATLAB  56
    4.1.3 SAS系统  56-57
    4.1.4 UNDO  57-58
  4.2 计算机模拟系统  58-62
    4.2.1 系统原始界面  58-59
    4.2.2 系统运行主界面  59-60
    4.2.3 欲分选矿物参数设置系统  60
    4.2.4 磁选柱参数设置界面  60-61
    4.2.5 磁选柱工作参数设置系统  61-62
  4.3 系统运行示例  62-64
第五章模型的验证与校正  64-77
  5.1 模型的验证  64-69
  5.2 模型的校正  69-71
    5.2.1 球形度的校正  69
    5.2.2 磁力校正  69-70
    5.2.3 沉降阻力校正  70-71
    5.2.4 给矿浓度  71
  5.3 校正后模型与实际对比  71-77
第六章总结  77-79
致谢  79-80
参考文献  80-85
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  85-86
附录B 计算机模拟主要源程序代码  86-92

磁选柱数学模型及计算机模拟

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