PIV浮选柱旋流场：实验与数值模拟深度解析

本文主要探讨了基于粒子图像测速系统(PIV)的浮选柱旋流场的深入研究。浮选是一种关键的矿物处理技术，而旋流段是浮选过程中至关重要的部分，其内部流场分布和旋流分离作用机理的理解对于提升浮选效率至关重要。研究团队由中国矿业大学化工学院和中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院的学者组成，他们利用PIV测试平台和Fluent数值模拟软件，对浮选柱的旋流段进行了详尽的实验与模拟。 实验结果显示，旋流段内的流场速度主要表现为切向速度，呈现出明显的分布规律，这表明气泡在旋流区的运动方向主要受切线方向的影响。径向速度相对较小且分布较为复杂，这可能与气泡在不同半径处的运动特性有关。轴向速度则相对较大，而且速度分布呈现出对称性，即上下、左右方向的速度变化趋势基本一致。 值得注意的是，当循环量增加时，旋流段的轴向速度分布发生显著变化，零点向中心区域靠近，而最大速度值出现在接近边缘的半径位置。这一发现揭示了循环量与浮选过程中的动力学相互作用，可能是通过改变气泡的上升路径和速度来优化浮选效果。 数值模拟与实验数据高度吻合，这验证了PIV作为一种强大的工具在浮选柱流场分析中的有效性。PIV测试不仅提供了实时、直观的流场图像，还能够进行定量分析，为旋流分离机制的理论研究提供了宝贵的数据支持。 该研究的关键词包括PIV测试、速度分布、浮选柱和旋流场，这些关键词反映了研究的核心内容和方法。文章的发表进一步推动了煤炭浮选工艺的优化，为提高浮选效率和理解浮选过程的微观行为提供了新的见解，也为其他类似工业过程的流体力学研究提供了参考。