浮选机流场模拟及其应用

　　浮选机是实现浮选工艺和技术指标的关键设备，浮选机的流体力学特性决定了设备整体性能和浮选指标的好坏，并对浮选机的设计开发具有指导作用。沈政昌、陈建华编著的《浮选机流场模拟及其应用》是国内外第一部系统介绍充气式浮选机计算流体力学的学术专著，内容包括浮选机流体力学模拟模型、策略和流场分布特性、浮选机的放大理论以及大浮选机的流场分布和工业应用情况等，为充气式浮选机开发、设计和改进提供了理论基础和实践经验。《浮选机流场模拟及其应用》可以作为高等院校矿物加工专业、冶金工程、化学工程和矿山机械专业本科生和研究生的学习参考书，也可供研究院所、厂矿等相关科技人员参考。

　　沈政昌，博士，1960年6月出生，江苏省常熟市人。现为北京矿冶研究总院研究员、中央联系专家。沈政昌一直从事矿物加工设备研究及工程转化，是当今我国浮选设备研究的学术带头人，对于我国浮选设备大型化、创建和完善新的浮选装备体系、带动浮选工艺变革、拓展浮选应用领域等起到了关键作用，获3项国家发明奖和2项国家科学技术进步奖，并获中国有色金属工业科学技术突出贡献奖、国务院政府特殊津贴等。陈建华，教授，博士生导师，1971年1月出生，四川西昌人。1999年毕业于中南大学矿物工程系，获得博士学位，现任广西大学资源与冶金学院副院长。主要从事浮选工艺与理论、浮选机流体力学计算模拟以及复杂难选矿产资源新药剂、新设备及新工艺研究。采用固体物理和晶体化学理论研究了矿物浮选的机理，从固体物理方面阐述了浮选的微观机制，提出了硫化矿浮选半导体能带理论和硫化矿浮选晶格缺陷理论。在国内外发表学术论文150多篇，被SCI、EI收录50多篇，出版学术专著5部，获省部级科学技术进步奖4项，国家发明专利20项。

前言
第1章 浮选机发展历史及发展趋势
1.1 浮选机发展历史简述
1.1.1 古代浮选
1.1.2 近代浮选
1.2 1960年前的浮选机发展状况
1.2.1 Minerals Separation浮选机
1.2.2 Callow浮选机
1.2.3 Fahrenwald Denver浮选机
1.2.4 Fagergren Wemco浮选机
1.2.5 Galigher Agitair浮选机
1.2.6 米哈诺布尔浮选机
1.3 1960年后的浮选机发展状况
1.3.1 Denver公司浮选机
1.3.2 Metso公司浮选机
1.3.3 Wemco公司浮选机
1.3.4 Outokumpu公司浮选机
1.3.5 北京矿冶研究总院浮选机
1.3.6 煤炭科学研究总院浮选机
1.3.7 其他浮选机
1.4 浮选机的放大
1.5 浮选设备发展趋势
参考文献
第2章 计算流体力学理论
2.1 CFD简介
2.2 CFD的特点
2.3 CFD的应用
2.4 CFD主要的数值方法
2.4.1 基本方程
2.4.2 常用方程
2.5 湍流控制方程
2.6 CFD多相流模拟
参考文献
第3章 浮选机内部流场模拟策略
3.1 浮选机物理模型的建立
3.1.1 研究对象的选定
3.1.2 研究区域的划分
3.1.3 物理模型的建立和网格化处理
3.2 CFD及CFX计算收敛方法
3.2.1 CFD数值离散方法
3.2.2 CFX中数值模拟的方法
3.3 CFXPre中边界条件设置
3.3.1 气相入口的边界条件
3.3.2 气相出口的边界条件
3.3.3 气相进入液相旋转域的边界条件
3.3.4 壁面的边界条件
3.3.5 动静区域交界面
3.3.6 差分方式及时间步长的选取
参考文献
第4章 浮选机气液两相流场特性
4.1 单一液相的流场特性
4.2 气液两相标准kε方程下流场特性
4.2.1 不同表面张力系数的影响
4.2.2 不同曳力模型的影响
4.2.3 Grace曳力模型下不同参数的影响
4.2.4 空气分配器边界条件的影响
4.3 气液两相RNG kε方程下流场特性
4.3.1 气相流速矢量图
4.3.2 液相流速矢量图
4.3.3 槽面气相速度云分布图
4.3.4 距底230mm处液相速度云分布图
4.3.5 转子定子压力分布图
4.4 气液两相标准kω方程下流场特性
4.4.1 气相流速矢量图
4.4.2 液相流速矢量图
4.4.3 槽面气相速度云分布图
4.4.4 Y轴截面气相涡流强度分布图
参考文献
第5章 浮选机三相流场的数值模拟
5.1 三相流场模拟策略和参数设置
5.2 三相流场标准kε方程下的流场特性
5.2.1 流速矢量图
5.2.2 距底70mm处的截面速度云图
5.3 三相流场中不同介质的影响
5.3.1 密度对流场的影响
5.3.2 黏度对流场的影响
5.4 矿石性质对流场的影响
参考文献
第6章 浮选机大型化理论
6.1 大型浮选机工作原理及设计原则
6.1.1 大型浮选机工作原理
6.1.2 大型浮选机设计原则
6.2 矿物分选对大型浮选机的要求
6.2.1 搅拌混合区
6.2.2 运输区
6.2.3 分离区
6.2.4 泡沫区
6.3 大型浮选机放大理论
6.3.1 大型浮选机机械放大理论
6.3.2 悬浮相似放大研究
6.3.3 浮选动力学相似放大研究
6.4 大型浮选机主要结构和参数
6.4.1 叶轮设计
6.4.2 槽体设计
6.4.3 泡沫槽设计
6.4.4 定子设计
6.5 大型浮选机主要运转参数确定
6.5.1 叶轮转速的确定
6.5.2 主轴电机功率和主轴功率的确定
6.6 CFD在浮选机放大中的作用
参考文献
第7章 大型浮选机的数值模拟及工业化应用
7.1 KYF200浮选机数学模型网格划分
7.1.1 旋转域的网格划分
7.1.2 静域网格划分
7.1.3 充气域网格划分
7.2 KYF200浮选机槽内流动特性的数值模拟研究
7.2.1 模拟试验参数的确定
7.2.2 KYF200浮选机CFD数值模拟
7.3 KYF200浮选机工业试验
7.3.1 清水试验
7.3.2 选别指标试验
7.4 KYF200大型浮选机的工业应用
7.4.1 江西铜业德兴铜矿
7.4.2 昆钢大红山铁矿
参考文献
第8章 超大型浮选机的数值模拟及应用
8.1 KYF320浮选机数学模型建立及网格划分
8.1.1 KYF320浮选机数学建模
8.1.2 KYF320浮选机数学模型网格划分
8.2 控制方程的确定
8.2.1 标准kε模型模拟结果
8.2.2 标准kω模型模拟结果
8.2.3 带修正的kε模型模拟结果
8.3 KYF320浮选机静态数值模拟研究
8.3.1 转速对流场的影响
8.3.2 表面张力、曳力系数对流场的影响
8.3.3 空气分配器对流场的影响
8.4 KYF320浮选机动态数值模拟
8.4.1 模拟策略
8.4.2 固液气三相模拟
8.4.3 不同进口速度对短路的影响
8.5 KYF320浮选机工业试验
8.5.1 动力学测试
8.5.2 负荷测试
8.5.3 选别指标
参考文献