断面曲线函数对Φ600螺旋溜槽内水流场特性的影响.pdf

1 7 4 有色金属 选矿部分2 0 2 1 年第6 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 2 1 ．0 6 ．0 2 3 断面曲线函数对0 6 0 0 螺旋溜槽内 水流场特性的影响 王韬1 ，郭晨阳1 ，孟令国1 ，曹一斐1 ，王雅妮1 ， 高淑玲1 ，魏德洲1 ，宋振国2 ’3 1 ．东北大学资源与土木工程学院，沈阳1 1 0 8 1 9 ； 2 ．矿7 台科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0 ； 3 ．矿物加Z - 科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要螺旋溜槽良好的分选性能得益于其独特的流场特性。改变结构参数会对溜槽内流场特性产生较为显著的影响。以 数值仿真技术为基础，采用R N G } e 湍流模型和V O F 多相流模型对3 种断面曲线的0 6 0 0 螺旋溜槽内水流场进行模拟研究，系统考 察断面曲线函数对流层铺展、流速分布及流态分布的影响。试验结果表明，当网格数量为8 4 92 0 0 时，模拟出的二次环流特性基本稳 定；除抛物线指数为2 的工况外，流层从内向外呈现连续变化特性；切向流速在内缘和中部与抛物线指数呈负相关，而在外缘与指数 呈正相关；向内横向流速随指数增大而降低，中部二次环流强度先增强后减弱，外缘二次环流强度相应增强；雷诺数从内向外呈现线性增 长趋势，层流的分布范围随指数增大而扩宽，有利于细颗粒在水层中的运动分离。研究结果可为螺旋溜槽断面几何设计提供参考。 关键词螺旋溜槽；断面曲线；C F D ；水流场；二次环流；雷诺数 中图分类号T D 9 5 5 ；T D 4 5 5 ．3 文献标志码A文章编号1 6 7 19 4 9 2 2 0 2 1 0 60 1 7 40 7 I n f l u e n c eo fC r o s s s e c t i o n a lC u r v e sF u n c t i o no nt h eF l o w F i e l dC h a r a c t e r i s t i c si nS p i r a l sw i t hD i a m e t e ro f6 0 0m i l l W A N GT a 0 1 ，G U O C h e n y a n 9 1 ，M E N G L i n g g u 0 1 ，C A OY i f e i l ， W A N GY a n i l ，G A OS h u l i n g l ，W E ID e z h o u I ，S O N GZ h e n g u o z ’3 1 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dC i v i lE n g i n e e r i n g ，N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ，S h e n y a n g110 8 19 ，C h i n a ； 2 ．B G R I M MT e c h n o l o g yG r o u p ，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a ； 3 ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h ee x c e l l e n ts e p a r a t i o np e r f o r m a n c eo fs p i r a l si sa t t r i b u t e dt oi t su n i q u ec h a r a c t e r i s t i c so f f l o wf i e l d ．C h a n g i n gt h es t r u c t u r a lp a r a m e t e r so ft h es p i r a l sw i l le x e r ts i g n i f i c a n ti m p a c to nt h ef l o wf i e l d c h a r a c t e r i s t i c si n s p i r a l s ．T h e s i m u l a t i o ne x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e dt oi n v e s t i g a t et h ew a t e rf i e l d c h a r a c t e r i s t i c su n d e rt h ec o n d i t i o no ft h r e ek i n d so fc r o s ss e c t i o n a lc u r v e sw i t ht h et u r b u l e n c em o d e lo fR N G k - - ￡a n dt h em u l t i p h a s em o d e lo fV O Fm o d e l ．T h ei n f l u e n c eo fc r o s s s e c t i o n a lc u r v e so nt h ef l o ws p r e a d i n g ， d i s t r i b u t i o no fv e l o c i t ya n df l o wr e g i m ew a si n v e s t i g a t e ds y s t e m a t i c a l l y ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h es e c o n d a r y f l o wi ss t a b l ew h e nt h em e s hn u m b e ri s8 4 92 0 0 ．T h ef l o wl a y e ri sc h a n g i n gc o n t i n u o u s l ya l o n gw i t ht h e r a d i a lp o s i t i o ne x c e p tt h ec o n d i t i o no fn 一2 ．T h et a n g e n t i a lv e l o c i t yi sn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t ht h e p a r a b o l i ce x p o n e n ta tt h ei n n e ra n dm i d d l et r o u g h ，a n dp o s i t i v e l yc o r r e l a t e dw i t ht h ep a r a b o l i ce x p o n e n ta t t h eo u t e rt r o u g h ．W i t ht h ei n c r e a s eo fe x p o n e n t ，t h er a d i a lv e l o c i t i e so fi n w a r df l o wd e c r e a s e ，h o w e v e rt h e s e c o n d a r yf l o wi nt h em i d d l et r o u g hw i l lb es t r e n g t h e n e df i r s t l ya n dt h e nw e a k e n e dw i t ht h ei n c r e a s e o f e x p o n e n t ．M e a n w h i l et h es e c o n d a r yf l o wi n t e n s i t y i nt h eo u t e rt r o u g hi s s t r e n g t h e n e da c c o r d i n g l y ．T h e R e y n o l d sn u m b e ri n c r e a s e s1 i n e a r l yf r o mi n n e rt oo u t e r ．T h ed i s t r i b u t i o nw i d t ho ft h el a m i n a rf l o we x t e n d s 收稿日期2 0 2 10 30 4 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 9 7 4 0 6 5 ；东北大学大学生创新训练计划项目 2 0 0 0 6 2 ；矿物加工科学与技术国家重点实验室开放 基金 B G R I M M K J S K L 一2 0 2 0 1 3 作者简介王韬 2 0 0 0 ，男，河北邯郸人，本科在读，主要从事螺旋流场模拟试验研究。 通信作者高淑玲 1 9 8 0 一 ，女，河北泊头人，博士，副教授，主要从事复合力场分选过程强化与仿真研究。 万方数据 2 0 2 1 年第6 期 王韬等断面曲线函数对垂6 0 0m m 螺旋溜槽内水流场特性的影响 1 7 5 w i t ht h ei n c r e a s eo fe x p o n e n t ，w h i c hi sc o n d u c i v et Ot h em o t i o na n ds e p a r a t i o no ff i n ep a r t i c l e s ．T h er e s u l t s c a np r o v i d ear e f e r e n c ef o rt h ec r o s ss e c t i o n a lg e o m e t r yd e s i g no fs p i r a l s ． K e yw o r d s s p i r a l s ；c r o s s s e c t i o n a lc u r v e ；C F D ；w a t e rf l o w ；s e c o n d a r yf l o w ；R e y n o l d sn u m b e r 随着矿产资源的开发利用，我国优质矿产资源 锐减，伴随着国内环保意识的提高，加强对矿物的重 选力度，不失为一种良策，而作为重选设备的优秀代 表，螺旋溜槽凭借独特的结构和优良的分选性能在钛 铁矿、锆石、金红石等稀有、稀土资源加工的生产现场 得到了广泛应用口“。断面形状对于螺旋溜槽分选结 果的影响至关重要[ 4 ] ，但由于断面形状设计的复杂 性，以往在确定最佳的断面形状时往往基于试错性试 验，如此造成了人力和物力的浪费。尽管目前生产或 研究中所采用的断面曲线能够取得较好的分选结 果口] ．但如何从流场角度来解释分选结果尚未探明。 近年来，随着计算机技术和计算流体力学的发 展，数值模拟技术凭借高精度、高效率的优势成为研 究螺旋溜槽流场特性的有效工具。李华梁[ 6 3 采用 R N G 一￡湍流模型对直径为6 0 0m m 螺旋溜槽选矿 机内流场进行模拟后发现，精矿区以及部分中矿区流 速较慢，流场状态为层流，环流强度较弱；靠近外缘的 尾矿区流速快，流场状态为紊流，受外缘紊动压力大 的影响，矿物层更加松散，环流作用强烈。高淑玲 等铂系统研究了直径为3 0 0m m 的螺旋溜槽内二次环 流特性，对比了标准自一e 湍流模型、R N G 女一￡湍流模 型及R S M 湍流模型的模拟结果。通过比较各圈末的 横向流速发现，随着水流的向下运动，流速增大，受到 的离心力增强，二次环流逐渐稳定。伴随着径向位置 的增大，径向流速的分界点位置有所下降，二次环流 呈现内薄外厚的状态。 在参数研究方面，早前范象波等旧1 在七种不同 规格的螺旋溜槽上进行试验研究。在控制变量的原 则下得到螺距、直径、距径比对应位置上雷诺数的变 化，而后深入研究了螺旋溜槽的液流特性、颗粒回收 几率，提出了等回收几率放大准则。高淑玲等’9 ] 通过 数值模拟试验，系统考查了断面下斜角 6 。、9 。、1 2 。、 1 5 。 对螺旋溜槽流场特性的影响，结果表明，下斜角 的增大会削弱流体向外缘运动的趋势，降低主流速 度沿径向位置向内降低的幅度，同时增大二次环流 作用范围以及湍流的作用强度。 相关研究表明，改变螺旋溜槽的结构参数和操 作条件会对流场特性产生影响，进而对分选效果带 来较为显著的影响。优化断面形状实质上是通过调 节不同径向位置处的横向倾角，从而使得流场特性更 有利于颗粒的分层和分带，因此深入研究断面几何对 螺旋溜槽流场特性及分选效果的影响十分必要。本 研究利用C F D 数值仿真技术对断面曲线函数指数分 别为2 、2 ．5 、3 的螺旋溜槽内水流场进行模拟，得到水 膜铺展、流速分布以及雷诺数的分布及变化数据，以 此探明断面几何对螺旋溜槽内水流场参数的影响。 l 试验模型与方法 1 ．1 螺旋溜槽几何模型 本研究以直径为6 0 0m m 、外半径R 一3 0 0m m ， 内半径r 0 5 5m i r a ，螺距为3 6 0r a m 距径比0 ．6 、圈 数为3 圈的螺旋溜槽为研究对象。利用S o l i d W o r k s 软件建立螺旋溜槽的几何模型，所研究的螺旋溜槽 的断面曲线为抛物线型 1 z 【一，”1 ∥l “ ，其中n 代表 溜槽断面函数的指数，具体为立方抛物线 n 一3 、 分数抛物线 ／1 2 ．5 、平方抛物线 ”一2 。m 的值 由公式 1 [ 1 明确定 m 一1 ／[ t a n y ” R 一‰ 一1 ] 1 其中丫为下斜角，为了保障不同断面曲线函数 的可比性，控制变量使下斜角均为9 。，计算得到的 m 分别为0 ．1 6 27 、0 ．0 2 6 1 、0 ．0 0 42 。三种截面抛物 线如图1 所示。 径向位置／m m a n 2 径向f 口置，m 丌 { h l n 25 径向位氍m Ⅲ， f c n 3 图1 螺旋溜槽断面曲线函数 F i g ．1 C r o s s s e c t i o n a lc u r v ef u n c t i o no ft h es p i r a l s ＼班掣匡要 ；；＼拭型一也尊 ；、挺芝足弄 万方数据 1 7 6 有色金属 选矿部分2 0 2 1 年第6 期 1 ．2 数值模拟条件 1 ．2 ．1 网格划分 网格数量和网格质量可以决定模拟过程的效率 以及模拟结果的准确度，因此划分适当数量的高质 量网格是使模拟试验贴近实际的重要部分。本试验 使用A n s y sI C E MC F D1 8 ．0 软件对螺旋溜槽的三 维模型进行网格划分。 1 ．2 ．2 边界条件设置 本试验的人E l 条件采用的是速度入口 V e l o c i t y i n l e t ，人口速度根据公式 2 算出 u 一署 2 式中，Q 为人口流量，根据探索试验设置为 2 0L ／m i n ；A 为人口面积，m 2 ；- 6 , 为人口速度，m ／s 。 螺旋溜槽的出口直接与空气相接触，所以设为压力 出口 P r e s s u r eo u t l e t ，压力值设为标准大气压，空 气的回流体积分数设置为1 ，水相回流系数设为0 。 由于螺旋溜槽的表面与外界没有发生能量交换，不 可渗透，静止不动，所以设置为无滑移壁面 N os l i p w a l l 。 1 ．2 ．3 模型选择 模型选取对于模拟结果的准确性至关重要，螺 旋溜槽工作时，其中的流体处于开放的环境中，水和 空气两相之间形成明显界面，本文采用V O F 多相流 模型来捕捉气液界面。主相设置为水，次相设置为空 气。R N G 肛s 湍流模型提供了一个考虑低雷诺数流 动黏性的解析公式．增强了近壁面区域的适用性，考 虑到薄膜流的流动特性及其前期试验结果[ 7 ’“。1 ⋯，因 此本文选用R N Gk ～￡湍流模型。 2 模拟结果与分析 2 ．1 网格数量对螺旋溜槽横向流速分布特性的 影响 借助S o l i d W o r k s 软件建立螺旋溜槽的几何模 型，直径为6 0 0m m ，螺距3 6 0m m ，圈数为3 圈。将 模型导入I C E M 软件进行网格划分，图2 为立方抛 物线螺旋溜槽几何，网格数量为8 4 92 0 0 。 对五种网格数量 5 0 77 0 0 、6 7 3 8 0 0 、8 4 92 0 0 、 11 6 11 2 0 和13 0 15 0 0 的螺旋溜槽流场分别进行数 值模拟试验，得到第3 圈末溜槽内流场在不同径向 位置的横向流速沿水深分布的曲线。分别从内缘、中 部和外缘各提取一条水深线 径向位置1 3 6 、2 1 8 和 2 8 0r a m 上的横向速度，结果如图3 所示。 图2 螺旋溜槽计算域网格划分 F i g ．2 G r i dd i v i s i o no fs p i r a lc h u t ec o m p u t i n ga r e a 从图3 可以看出，网格数量对横向流速分布的 影响较为明显。在径向位置1 3 6m m 处，采用的网 格数量为5 0 77 0 0 和6 7 38 0 0 时．横向流速分别在相 对水深 ／H 为0 ．6 2 和0 ．8 6 处发生异常，横向流速 沿水深方向减小并产生小部分内向流；在径向位置 2 1 8m m 处，采用5 种网格数量模拟出的横向流速均 在相对水深 ／H 一0 ．4 7 ～0 ．5 1 时出现分界点，且横 向流速绝对值差异不大，但网格数量为5 0 77 0 0 时，速度 分布曲线存在一定程度的突变；在径向位置2 8 01 T i m 处，此时5 种网格数量下模拟的横向流速也均在相 对水深 ／H 一0 ．4 6 ～0 ．4 8 处出现分界点，在网格数 量为5 0 77 0 0 和6 7 38 0 0 下模拟的速度曲线同样存 在突变和偏离，而网格数量为8 0 万以上时，3 条速度 曲线基本吻合，横向流速分布特性趋于稳定。综合 考虑模拟的时间成本和试验结果的准确性，因此将 8 4 92 0 0 选作最优网格。 2 ．2 断面曲线函数对螺旋溜槽内液膜厚度的影晌 不同断面曲线函数对螺旋溜槽第3 圈末液膜厚 度的影响如图4 所示。从图4 中的液膜厚度可以看 出，水相在溜槽内呈内缘薄、外缘厚的铺展分布状 态。改变断面函数后，水层厚度的变化是不同的。 在外缘断面曲线函数的改变对于液膜厚度的变化影 响较小；径向位置1 6 0 ～2 7 0F i l m 区间内对应液膜厚 度变化的过渡区域，在径向位置1 6 0 ～2 2 7m m 区间 内，液膜厚度从厚到薄对应的断面函数指数分别是 2 ．0 、3 ．0 、2 ．5 ；在径向位置2 2 7 ～2 7 0m m 区间内，液 膜厚度从厚到薄对应的断面函数指数分别是3 ．0 、 2 ．5 、2 ．0 ；在径向位置5 5 ～1 6 0m m 区间内，随着断 面曲线函数的改变，液膜厚度变化不大。 万方数据 2 0 2 1 年第6 期 王韬等断面曲线函数对0 6 0 0m m 螺旋溜槽内水流场特性的影响 1 7 7 E g 型 醛 型 楚 - 0 ．0 0 3 。00 0 2 “0 0 k 向般“。 蜀1 “0 0 2 n 0 0 3 f a l R 1 3 6m i l l 图3 不同网格数量下各径向位置的横向流速沿水深分布 F i g ．3 D i s t r i b u t i o no ft r a n s v e r s ev e l o c i t ya l o n gw a t e rd e p t ha td i f f e r e n t r a d i a lp o s i t i o n su n d e rd i f f e r e n tg r i dn u m b e r s 图4 断面曲线函数对螺旋溜槽 第3 囤末液膜厚度的影响 F i g ．4 I n f l u e n c eo fc r o s s - s e c t i o n a lc u r v ef u n c t i o n so n t h et h i c k n e s so fl i q u i df i l ma tt h ee n do f t h et h i r dc i r c l eo fs p i r a lc h u t e 2 ．3断面曲线函数对切向流速分布特性的影响 在不同断面曲线函数下，螺旋溜槽第3 圈末主 流切向流速分布云图以及不同径向位置处切向流速 沿水深分布分别如图5 、6 所示。 a l n 20 b n - 25 n - 30 图5 不同断面曲线函数下螺旋溜槽 第3 圉末主流切向流速分布云图 F i g ．5 C l o u dc h a r to ft a n g e n t i a lv e l o c i t y d i s t r i b u t i o no ft h em a i ns t r e a ma te n do f t h et h i r dc i r c l eo fs p i r a lc h u t ew i t h d i f f e r e n tc r o s s s e c t i o n a lc u r v ef u n c t i o n s 万方数据 1 7 8 有色金属 选矿部分2 0 2 1 年第6 期 a 1 R 1 3 61 1 1 1 1 1 “ R 2 8 0n l n l 图6断面曲线函数对螺旋溜槽第3 圈末不同径向位置处切向流速的影响 F i g ．6 I n f l u e n c eo fc r o s s s e c t i o n a lc u r v ef u n c t i o no nt a n g e n t i a lv e l o c i t ya t d i f f e r e n tr a d i a lp o s i t i o n sa te n do ft h et h i r dc i r c l eo fs p i r a lc h u t e 从图6 可以看出，在相对水深0 ．1 ～0 ．2 以下 时，主流速度随水深的增加呈线性急剧增加趋势；在 相对水深0 ．2 0 ～0 ．9 0 区间内，主流速度的增长趋势 变缓；在0 ．9 0 到液膜表面，主流速度略有减小，这主 要是由气相的黏滞作用导致的。对比不同径向位置 的速度值发现，随着流体质点径向位置的外移，主流 速度不断增大。在R 一1 3 6m m 和R 一2 1 8m m 处， 主流速度从大到小分别对应”为2 ．0 、2 ．5 、3 ．0 ，且随 着径向位置的增大，这种趋势逐渐减小；造成这种差 异主要是因为，n 值减小导致该径向位置处的液膜 厚度增厚，从而削弱了槽底面对流体的黏滞作用。 而在R 一2 8 0m m 处，主流速度与n 值的关系转变为 正相关。以上分析表明，改变断面曲线函数对切向 流速的分布具有显著影响。 2 ．4 断面曲线函数对横向流速分布特性的影响 横向二次环流是决定螺旋溜槽分离指标的重要 因素，其范围和强弱直接决定了固体颗粒在流场中 的受力和分层结果。不同断面曲线函数下，第三圈 槽面不同径向位置处的速度分布云图及横向流速沿 水深分布分别如图7 、8 所示。 彝 ．／ ■■■■■■■■I ] 矿 竺宝篝置葛 簧冀旯宣一r 6 d 苫苫苫苫苫苫苫苫苫。。一 ⋯⋯。L 一一 豢I ．／ ■■■■■■■■I ] j y 型呈善吕苎苫g 窨錾g g ， ooo ooooo o o C _ _ o 一 。二⋯⋯一 f n 30 图7 不同断面曲线函数下螺旋溜槽 第3 圈末横向流速分布云图 F i g ．7 C l o u dc h a r to ft r a n s v e r s ev e l o c i t y d i s t r i b u t i o na te n do ft h et h i r d c i r c l eo fs p i r a lc h u t ew i t hd i f f e r e n t c r o s s s e c t i o n a lc u r v ef u n c t i o n s 万方数据 2 0 2 1 年第6 期 王韬等断面曲线函数对垂6 0 0m m 螺旋溜槽内水流场特性的影响 1 7 9 a 1 R 1 3 6m n ／ 横向流速／0 n - s f b R - 2 1 8l l ／n l 一1 【】一I 】8 一I 】c J 6 一I 】c J 4 一I 】c J 20I 】2 4 6 8 l 【l 1 { 6 l } 』j 1 * L 谴m n 一l l “ R 2 8 0i n n l 图8 不同断面曲线函数螺旋溜槽第3 圈末横向流速分布图 F i g ．8 D i s t r i b u t i o no ft r a n s v e r s ev e l o c i t ya te n do ft h et h i r dc i r c l eo f s p i r a Ic h u t ew i t hd i f f e r e n tc r o s s - s e c t i o n a lc u r v ef u n c t i o n s 从图7 可以看出，沿螺旋溜槽的槽面存在明显 的二次环流，完整流型主要分布在溜槽的中部和外 缘部分，向外流速的最大值分布在外缘。另一方面， 随着径向位置外移，二次环流的强度逐渐加强。在 图8 中的3 个径向位置，断面曲线函数对于二次环 流的影响具有明显区别在内缘R 一1 3 6m m 处，向 内二次环流从强到弱对应的“ 分别是2 ．0 、2 ．5 、3 ．0 ； 向外流速较大值则是在2 ．5 和3 的指数下取得；在 中部R 一2 1 8I n r f l 处，内外二次环流强度明显增强， 向内流动速度在抛物线指数为2 时更为强烈，而在 较大指数下流速分布区别趋弱，外环流中从强到弱对 应的n 值分别是2 ．5 、3 ．0 、2 ．0 ；在外缘R 一2 8 0m m 处，三个指数下的向内流速度渐趋一致，向外流动速 度从强到弱对应的n 分别是3 ．0 、2 ．5 、2 ．0 。综上可 知，不同断面曲线函数对于二次环流的影响因流体 质点的径向位置而异，应根据不同的分离要求而合 理设计槽面。 2 ．5 断面曲线函数对流体雷诺数的影响 细粒矿物的分选行为大多发生在层流流态中， 而雷诺数可以很好地表征判断矿浆流态，因此研究 不同断面曲线函数下的雷诺数，据此判断分选流态， 雷诺数计算公式口胡为 R e 一丛生 弘 其中，u 为流体平均流速，m ／s ；H 为平均液膜厚 度，m ；p 为流体密度，k g ／m 3 ；口为流体黏度，P a s 。 不同断面曲线函数下，第3 圈末槽面内流体雷 诺数随径向位置变化图如图9 所示。 观察图9 可以发现，雷诺数随径向位置的外移 而增大，R e 4 0 0 为层流，对比图中的三种不同断面 函数对应的溜槽的位置，R e 一4 0 0 时”一2 ．0 对应的 径向范围为5 5 ～1 8 1m m ；n 一2 ．5 对应的径向范围 为5 5 ～1 9 1m m ；n 3 ．0 对应的径向位置为5 5 ～ 1 9 5m m 。可见层流区域大小随抛物线指数增大而 增大；4 0 0 R e 20 0 0 时为湍流，对应的径向范围也都为2 7 0 ～3 0 0I n l n 。 由于内缘层流区是高密度颗粒实现分选的主要区 万方数据 1 8 0 有色金属 选矿部分2 0 2 1 年第6 期 域，因此，通过调整抛物线指数可使层流分布宽度显 著变化，”一2 ．0 、2 ．5 、3 ．0 对应的宽度分别为1 2 6 、 1 3 6 、1 4 0m m ，进而将对颗粒分离产生调控作用。 一，t‘ 一。≥7 ～1 ，一／ 一。多’ 一 ，，／．- 5 ／ - 一一- 1 1 20 n 25 一一n 30 径向化置／m n ／ 图9 第3 圈末槽面内流体 雷诺数随径向位置变化 F i g ．9 V a r i a t i o no fR e y n o l d sn u m b e ro ff l o ww i t h r a d i a lp o s i t i o ni nt h et h i r dc i r c l eo fs p i r a l s 3结论 1 螺旋溜槽流体域的网格数量对横向流速模拟 结果具有明显影响，当网格数量达到8 4 92 0 0 时，横 向流速沿水深分布曲线基本稳定，再增加网格数量 其影响减弱。 2 断面形状与螺旋溜槽的水流铺展状态相关， 外缘的液膜厚度会随着指数的减小而降低，但当抛 物线指数减小至2 时，导致中部液膜发生凸起，破坏 了流体分布的连续性和稳定性。 3 断面曲线函数对主流切向速度和横向流速分 布特性影响显著，切向速度增长趋势随着径向位置 外移而减小，内缘和中部切向速度随指数增大而减 小，外缘切向速度随指数增大而增大；不同断面曲线 函数对于二次环流的影响因流体质点的径向位置 而异。 4 雷诺数沿槽面向外呈线性增长规律，通过数 值模拟描述出从层流向过渡流和湍流发展的全过 程。层流分布宽度随断面曲线指数增大而扩大，这 对细粒矿物的精确分离是有利的。 参考文献 E l iW I L L SBA ．N A P I E RM U N NT ．W I L L S ’m i n e r a l p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y [ M ] ．B u t t e r w o r t h H e i n e m a n n ， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 彭会清，李广，胡海祥，等．螺旋溜槽的研究现状及展 望E J ] ．江西有色金属，2 0 0 9 ，2 3 3 2 6 2 9 ，3 7 ． P E N GH u i q i n g ．L IG u a n g ，H UH a i x i a n g ，e ta 1 ． R e s e a r c ha c t u a l i t ya n d p r o s p e c to fs p i r a lc h u t e [ JJ ． J i a n g x iN o n f e r r o u sM e t a l s ，2 0 0 9 ，2 3 3 2 6 2 9 ，3 7 ． [ 3 ] 陆朝波，孙翊洲，王万忠．广西某锡选厂提高桕浮摇床 回收率的试验研究E J ] ．矿产保护与利用，2 0 1 3 ．3 3 4 2 5 2 8 ． I ，UC h a o b o ，S U NY i z h o u ，W A N G W a n z h o n g ． E x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho nt h 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