Труды КНЦ вып.3 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ вып.1 3/2010(3))

Уравнение сохранения импульсов среды: d v N P ^ r = v V + ^ - X v ‘ '<>, ( 2 ) i= 1 где <x = J V , тензор поверхностных сил, i= 1 N P g - I Pj g j - вектор массовых сил, 7=1 w - диффузионная скорость (скорость движения компонентов смеси относительно центра масс); йт , - радиальная скорость /'-ой фазы на межфазной границе. Уравнение сохранения энергии для смеси записывается в следующем виде: i=1 (3) N где с к = ^ с [ - вектор, характеризующий работу i= 1 внешних поверхностных и массовых сил; q = к i= 1 вектор, характеризующий приток тепла. Для описания турбулентности в данной работе использовалась стандартная к —£ модель. Модель к —£ является наиболее распространенной моделью турбулентности и часто используется в инженерных расчетах. Эта модель предполагает введение двух дополнительных уравнений переноса. Переменные, которые определяют масштаб турбулентности, это турбулентная кинетическая энергия к и турбулентное рассеяние £ . CFD модель колонной флотационной машины Описанный трехуровневый подход можно применять к моделированию флотационного процесса в любой флотационной машине. В настоящее время большое распространение получил колонный тип флотации. Колонные флотационные машины обладают рядом преимуществ, например, способность производить концентраты с низким содержанием примесей, высокая произво­ дительность, низкое потребление электроэнергии, низкие затраты на обслуживание и меньшая занимаемая площадь. В качестве объекта исследования была выбрана колонная флотационная машина производства CPT Inc. (Canadian Process Technologies), которая используется в операциях перечистки пенного продукта основной флотации на АНОФ-2 ОАО «Апатит». Колонная технология флотации должна обеспечивать лучшее извлечение крупных зерен апатита, однако чем крупнее минеральные частицы, тем большее действие они испытывают со стороны гидродинамических сил отрыва, и флотационные комплексы могут становиться менее устойчивыми. Кроме того, одна и та же конструкция колонной машины используется для флотации различного минерального сырья (металлические руды, уголь, апатит), что приводит к необходимости разработки полной модели процесса флотации, которая учитывает не только гидродинамические характеристики, но и особенности взаимодействия на микроскопическом уровне. Геометрическая модель колонной флотационной машины показана на рис. 1. Колонна представляет собой цилиндрическую камеру высотой 8 м и диаметром 4.6 м. Она оборудована круглыми внутренними желобами, в которые осуществляется удаление пенного продукта и четырех-ходовым распределителем питания с диспергирующими пластинами. Система подачи воздуха Slam Jet состоит из 16 диспергаторов расположенных радиально на одной высоте с различным удалением от боковых стенок камеры. Рис.1. Геометрическая модель колонной флотацион­ ной машины Для расчета флотационных машин и оптимизации их технологических параметров необходима информация об общей и локальной структуре потоков всех фаз. К локальным характеристикам потока относят распределение воздушных пузырьков по размерам, газосодержание, скорость движения фаз [ 6 , 8 ]. Скорость движения воздушных пузырьков во флотационных колоннах обычно превышает скорость движения потока пульпы, поэтому основные гидродинамические характеристики определяются характером диспергирования и 1= 1 117