浮选机矿浆循环型式实验结论

我们通过对XFD实验型浮选机进行矿浆流的循环形式进行了实验，得到如下结论：

1、XFD-12型浮选机内矿浆流循环形式是单循环模式，由计算结果可以发现，在混合区存在这一个强度较大的循环区，受该循环结构的影响，在分离区靠近槽体壁面附近区域均出现回流，这与实验结果较吻合。

2、混合区和分离区固相的切向速度分布趋势试验结果基本上达成一致，但其绝对值大部分稍高于实验值，其主要原因为：由于计算中zone1区域采用了无滑移条件，因此浮选机叶轮对叶轮旋转区域流体的约束比实际情况要强很多，受其影响，叶轮出口附近区域的流体速度和其他区域的切向速度也大致高出实际测量值；但是泡沫区的固相径向速度靠近槽体壁面和轴心处误差较大。

3、在浮选机内各区切向时均速度均出现了沿径向由正变负的现象，在通气轴轴心与槽体壁面之间的某界面开始出现回流。数值计算预测的回流界面位置在混合区和分离区与实验结果较一致，分别出现在距定子25mm~30mm处以及距通气轴轴壁40mm~45mm处；在泡沫区数值预测的回流位置的误差较大。混合多相流模型不适于描述高气含率泡沫层区域的流动是其主要原因。

4、混合区和分离区固相的轴向速度分布趋势和测试结果基本一致，混合区轴向时均速度沿径向由小变大，在槽壁附近开始下降。分离区和气泡区轴向时均速度沿径向由小变大，然后逐渐减小。数值计算预测泡沫区轴向速度的变化与实验测试结果相差较大。

5、在转速n为900rpm和1300rpm两种转速工况下，在91个比较点中，计算与实验测试结果最大误差大于50%的位置，包含13个测试点，其中11个出现在泡沫区切向和轴向时均速度分布图上，混合区与分离区各有1个；误差在10%~50%范围内包含9个测试点，其中泡沫区有7个，其它区域有2个；误差在8%~10%范围包含8个测试点，其中泡沫区有5个，其它区域有3个；误差在8%~5%范围包含14个测试点，其中泡沫区有8个，其它区域有6个。其余误差均小于5%。

由此可知，浮选机多相流模型对于混合区和分离区的速度场分布预测值与测试结果较吻合，基本符合数值计算在工程应用中的要求。但是对于泡沫区域，大部分测试点的数值预测结果与测试值误差较大，甚至 其中有5个测试点速度方向与实验结果相反，这与混合多相流模型不适于处理局部含气率较高的泡状流有关。

综上所述，在忽略浮选药剂作用，采用混合多相流模型结合在单相扩展混合湍流模型，可以比较有效的预测充气机械搅拌式浮选机内除泡沫层之外其它区域的气固液三相流动特性。