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微泡发生器性能评价基础研究

作　者: 李敏
导　师: 李浙昆
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 微泡发生器性能评价 FLUENT 射流多相流
分类号: TD456
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 64次
引　用: 3次
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内容摘要

本文对浮选柱的研究现状、微泡发生器的研究进展和微泡发生器所涉及到的多相流理论进行了系统的介绍,阐述了目前国内外得到广泛应用的几种先进的浮选柱和微泡发生器。以流体动力学为基础,研究了溶气析出和射流成泡两种发泡方式的原理和微泡与颗粒的作用。对混流式微泡发生器的工作机理进行了研究,推导了微泡发生器的基本性能方程和充气性能方程,分析了混流式微泡发生器的内部流场,提出了微泡直径的计算和分布的测量方法。基于流体动力学软件中的多相流模型,使用流体动力学软件FLUENT对不同的微泡发生器喷嘴的球槽半径、喉管半径和扩散管的锥角以及出口压力进行了仿真,对这些参数变化引起的流场变化,基于速度、紊动能、气相分布进行了分析,研究了流场变化对微泡发生器性能的影响。对流体动力学前置处理软件GAMBIT进行了参数化建模的研究,开发了参数化建模的程序；对流体动力学软件FLUENT进行了二次开发,针对混流式微泡发生器研究出一种高效的方法,提高了FLUENT的使用效率。最后,通过实验对不同球槽半径的微泡发生器进行了清水发泡实验；对入口速度和浮选柱液面高度对微泡发生器性能的影响也进行了实验研究。本课题选题来自国家自然科学基金项目,其研究对微泡发生器的开发有一定的意义。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 浮选柱研究概述  9-13
    1.1.1 浮选柱的发展过程  9
    1.1.2 几种典型的浮选柱  9-12
    1.1.3 浮选柱应用及发展趋势  12-13
  1.2 微泡发生器研究进展  13-14
    1.2.1 内部微泡发生器  13
    1.2.2 外部微泡发生器  13-14
  1.3 多相流理论研究与应用进展  14-15
    1.3.1 多相流研究现状与应用  14-15
    1.3.2 微泡发生器内多相流理论研究  15
  1.4 论文选题意义及主要研究内容  15-17
    1.4.1 论文选题意义  15-16
    1.4.2 论文主要研究内容  16-17
第二章混流式微泡发生器性能研究  17-39
  2.1 微泡-颗粒作用研究  17-23
    2.1.1 微泡形成机理  17-19
    2.1.2 微泡与颗粒之间的作用  19-23
  2.2 混流式微泡发生器工作机理  23-31
    2.2.1 混流式微泡发生器基本结构  23-25
    2.2.2 混流式微泡发生器工作原理  25-31
  2.3 混流式微泡发生器基本性能评价方法  31-37
    2.3.1 混流式微泡发生器内部流场流型  31-34
    2.3.2 微泡尺寸计算与测试  34-37
  2.4 本章小结  37-39
第三章微泡发生器内流场CFD数值模拟  39-65
  3.1 CFD软件介绍  39-42
    3.1.1 CFD求解过程  39-41
    3.1.2 FLUENT软件简介  41-42
  3.2 CFD软件在混流式微泡发生器中的应用基础  42-47
    3.2.1 多相流模型的选择  42-43
    3.2.2 多相流模型控制方程  43-46
    3.2.3 湍流模型  46-47
  3.3 微泡发生器内部三相流场仿真研究  47-63
    3.3.1 物理建模及网格划分  47
    3.3.2 计算条件设置  47-48
    3.3.3 仿真结果分析  48-63
  3.4 本章小结  63-65
第四章 CFD软件参数化建模及二次开发  65-77
  4.1 GAMBIT参数化建模方法研究  65-72
    4.1.1 GAMBIT的功能特型  65
    4.1.2 GAMBIT前处理模块  65-72
  4.2 FLUENT二次开发  72-76
    4.2.1 JOU文件的构成  73-74
    4.2.2 FLUENT计算模块  74-76
  4.3 本章小结  76-77
第五章微泡发生器性能实验研究  77-85
  5.1 实验装置及原理  77-79
  5.2 微泡发生器清水发泡性能实验  79-82
    5.2.1 球槽半径对微泡发生器性能的影响  79-81
    5.2.2 入口速度对微泡发生器性能的影响  81-82
    5.2.3 出口压力对微泡发生器性能的影响  82
  5.3 微泡发生器清水实际磷选实验  82-83
  5.4 本章小结  83-85
第六章总结与展望  85-87
  6.1 论文工作总结  85-86
  6.2 不足和展望  86-87
致谢  87-89
参考文献  89-93
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  93

微泡发生器性能评价基础研究

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