Труды КНЦ вып.124 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ вып. 5/2014(24))

Конструктивные решения, заложенные в гидравлический сепаратор (рис. 1), предусматривают использование восходящих потоков воды по наклонной поверхности и наличие в рабочей камере установленного пакета параллельных пластин, на рабочей поверхности которых происходит сегрега­ ционное разделение материала, как на гидравлические классы, так и по плотности частиц, что отличает его от известных промышленных сепараторов. Для разработки CFD-модели гидравлического сепаратора с наклонными пластинами использовался программный комплекс ANSYS Fluent, который имеет широкий спектр возможностей моделирования течений жидкостей, учитывающих турбулентность и многофазность, что важно при моделировании процессов обогащения полезных ископаемых. В основе CFD-модели сепаратора лежат базовые уравнения гидро­ динамики, а именно уравнение неразрывности (1), оно выражает собой закон сохранения массы в элементарном объёме, и уравнение сохранения импульса (2). Эти уравнения представляют собой базовую модель течения среды [1]. I ’ + V . ( / , ѵ ) = Я м , (1) + V ( рѵ v ) = - V p + V ( T ) + p g + F , ( 2 ) at где p - плотность, v - скорость, Sm- масса, добавленная в непрерывную фазу из вторичной диспергированной фазы, г -т е н зо р напряжений , р — статическое давление, F — внешняя массовая сила. Для моделирования обогатительного процесса в сепараторе с наклон­ ными вставками эту модель следует дополнить уравнениями, учитывающими турбулентность и многофазность. В качестве модели турбулентности использовалась к-в модель. В данном случае уравнения движения среды преобразуется к виду, в котором добавлено влияние флуктуации средней скорости (в виде турбулентной кинетической энергии к) и процесса уменьшения этой флуктуации за счёт вязкости (диссипации в). В данной модели решается 2 дополнительных уравнений для транспорта кинетической энергии турбулентности и транспорта диссипации турбулентности [2]. Моделирование многофазных гранулированных потоков в ANSYS Fluent производилось при помощи двух моделей: Эйлеровой и модели дискретных элементов (Лагранжевой). Эйлерова модель позволяет моделировать поведение суспензии в рабочем объеме аппарата. Для многофазных систем типа жидкость- твердое для каждой фазы отдельно рассчитываются уравнения сохранения массы (3) и импульса (4), в эти уравнения дополнительно вводится сила сопротивления между фазами Fs, подъемная сила для вторичных фаз FUfi. Твердая фаза рассматривается как континуум. 1 ( д п ^ ^ ( v v ) + V [a<Pq V q ) = J ^ l [>hpq-™qp) ■ (3) P y q V 240