湍流环境下颗粒与气泡黏附过程的数值模拟研究
张志军
黄旭贝
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083
摘要：研究湍流环境中颗粒与气泡的黏附过程对于探究浮选微观过程具有重要意义.基于ED-EM 的API(应用程序编程接口)二次开发模块,建立了颗粒与气泡黏附过程相互作用的三维离散元法(DEM)模型.在Fluent软件中通过构建规则格栅以激发各向同性的湍流,并将湍流环境通过计算流体力学-离散元(CFD-DEM)加入到EDEM软件中.模拟了颗粒粒径为0.10、0.15、0.20、0.25和0.30mm,颗粒密度为1 500、2000和2500kg/m3,球形度为0.746～0.854的不规则颗粒,和气泡直径为1.00、1.20、1.60和2.00mm,在气泡与格栅间距离为1.00、1.50、2.00和3.00 mm的湍流环境下颗粒与气泡的黏附过程.研究了颗粒、气泡、流场各参数对于颗粒与气泡黏附过程的影响.结果发现,无论规则颗粒还是不规则颗粒在湍流环境中与气泡的黏附均存在临界脱附流速(颗粒与气泡发生脱附的最小湍流流场流速).密度大的颗粒和粒径大的颗粒与气泡黏附的临界脱附流速更小,表明粒径和密度大的颗粒与气泡难以稳定黏附.气泡的直径越大,颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速越小,颗粒越难以稳定黏附.在相同的流速下,气泡与格栅间距离越小,则流场湍流强度越大,颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速越小,表明湍流强度的增加不利于颗粒与气泡的稳定黏附.球形度小的颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速也较小,表明球形度小的颗粒与气泡难以稳定黏附.
关键词：浮选CFD-DEM颗粒气泡黏附湍流数值模拟
分类号：TD923(选矿)
资助基金：国家自然科学基金(52274281)国家重点研发计划(2022YFB4100900)
论文发表日期：2024-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 2057-2066 )
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