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

а) а) f ] : V i J \ { -V t - 1 J 1 w d=0,6ь d=0,8 у d=l,0н ,5 0,6 0,7 0,8 inпарата,м б) Рис.1. Распределение концентраций (а) и скоростей стесненного падения шариков (б) различного диаметра по высоте модели аппарата (1 минута протекания процесса) Анализ кривых распределения скоростей падаю­ щих дисков по осевому сечению аппарата указывает сначала на резкий подъем скорости всех фракций при выходе материала из питающего патрубка (Рис. 2б). Затем на отрезке от 0,1 до 0,2 м начинается рез­ кое выпадение материала вниз с некоторой стабили­ зацией скорости на участке от 0,2 до 0,4 м и даль­ нейшим ее уменьшением в самых нижних слоях сус­ пензии. Самые крупные диски в точке 0,78 м нахо­ дятся в режиме псевдоожижения с последующим их поднятием вверх со скоростью более 3 см/c. Данное значение скорости стесненного падения сопоставимо с рассчитанным значением скорости по формуле Лященко при условии, когда коэффициент разрых­ ления равен 0,76. Близки к режиму псевдоожижения и диски с d= 1,0 мм. На основании полученных результатов установ­ лено, что распределение концентраций и скоростей падения в средней части сечения модели аппарата заметно отличаются. Объемная концентрация шари­ ков в средней зоне модели изменяется от 5 до 10%, в то время как данный параметр для дисков через этот же промежуток времени не превышает 5%. Y- компонента скорости шариков всех размеров имеет отрицательные значения, т.е. шарики осаждаются. Совершенно другое поведение имеют диски, скоро­ сти которых положительны, что свидетельствует об их выносе в слив модели аппарата. Данные закономерности подтверждены практи­ кой работы гидравлического сепаратора при разде­ лении широкого класса слюдосодержащей руды крупностью -2+0,63 мм, когда за счет различия в форме и скорости, чешуйки слюды эффективно вы­ носились в слив сепаратора. б) 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Высота аппарата, м Рис. 2. Распределение концентраций (а) и скоростей стесненного падения дисков (б) по высоте модели аппарата (1,5 минуты протекания процесса) В случае повышения объемных концентраций твердого в зоне разделения, получаемые слюдяные концентраты содержали не более 90% полезного компонента при низком технологическом извлече­ нии. Это вызвано повышенными скоростями стес­ ненного падения частиц слюды сравнимыми по ве­ личине с зернами породных минералов, что препят­ ствовало их попаданию в концентратную фракцию. Таким образом, рассмотренные режимы подтвер­ ждают адекватность созданной аналитической моде­ ли при разделении частиц различной формы в восхо­ дящем потоке воды в гидравлическом сепараторе. Литература 1. Нигматулин, Р.И. Динамика многофазных сред / Р.И. Нигматулин. - М.: Наука, 1987. - Ч. 1. - 464 с. 2. Bowen, R.M. Theory of mixtures. / R.M. Bowen. // Continuum Physics. - Academic Press, New York, 1976. - 127 p. 3. Drew, D.A. In particulate two-phase flow / D.A. Drew, R.T. Lahey // Butterworth-Heinemann, Boston, 1993. - P. 509-566. 4. Takeda, H. Numerical simulation of viscous flow by smoothed particle hydrodynamics. /H. Takeda, M. Shoken, M. Sekiya // Progress of Theoretical Physics. 92 (5), 1994. - P. 939-960. 5. Kwon, J. Parallel computational fluid dynamics: pa­ rallel computing and its applications / J. Kwon, A. Ecer, J. Periaux, N. Satofuna, P. Fox // Proceed­ ings of the Parallel CFD 2006 (May 15-18), Confe­ rence Busan city, Korea, Elsevier, 2007. - 308 p. 124