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本文采用PIV试验和FLUENT数值模拟两种方法,研究不同入料角度重介质旋流器的流场分布情况,为进一步研究重介质旋流器的分选机理和结构优化设计提供一定的理论基础和经验。本文主要研究工作如下: 采用先进的粒了图像测速技术(PIV),测量入料角分别为90°和85°的有压入料两产品重介质旋流器的三维速度场;在试验研究的基础上,利用FLUENT前处理软件GAMBIT建立重介质旋流器的模拟模型,根据重介质旋流器自身结构特点和内部流体流动情况,划分高质量非结构化网格;采用FLUENT提供的Reynolds应力模型(RSM)对多个不同入料角的重介质旋流器的流场进行数值模拟。 PIV试验结果表明:在相同的入料压力下,相比传统90°入料角重介质旋流器,85°入料角重介质旋流器的三维速度均有不同程度的增加,最大切向速度由4m/s增大至近5m/s,说明入料角改变后有效地降低了旋流器能耗,从而提高离心系数。 FLUENT模拟结果表明:采用Reynolds应力模型(RSM)对重介质旋流器的流场模拟结果与试验结果相吻合,能够较准确地预测重介质旋流器强旋流场的分布情况;压强分布结果表明,85°入料角重介质旋流器的中心区负压最大,旋涡最强,和速度场模拟结果相呼应,证明选择合适的入料角能够有效改善重介质旋流器的流场特性,有利于物料的高效分选;入料角减小后,旋流器内旋流区域增大,LZVV界面外扩,从而使得矿物的实际分选密度有所提高;当入料角减小到某临界角度时,旋流器流场将发生较大的变化,这对物料的分选是不利的,对本文中有压入料两产品重介质旋流器模型而言,由数值模拟结果推测该临界角度在83°~85°之间。