射流混合装置多变参数试验优化及分散机制

射流混合装置被广泛应用于各个领域,其参数对引射性能、微粒运动及作用机制会产生重要的影响。但目前应用于煤泥浮选领域的射流混合装置多变参数缺乏系统性优化。为了优化射流装置的多变参数,搭建射流混合测试系统,探究面积比A_(r)、喉嘴距L_(e)、喉管长度L、引射管开启度γ和喷嘴出口速度V等关键参数对引射性能的影响规律;基于物理模型参数优化值,调节测试系统,研究射流流场对物料的作用机制,考察射流流场对煤粒表面细泥的剥离能力;运用高速摄像仪捕捉射流流束对引射气泡的卷吸破碎情况;采用激光粒度分析仪揭示气泡粒径的迁移规律。结果表明:当面积比A_(r)=3.24、喉嘴距L_(e)=0.56 D_(h)(D_(h)为喉管直径)时,引射流体流量比q最大;综合考虑引射能力和沿程损失,当喉管长度L=9D_(z)(D_(z)为喷嘴直径)、喷嘴出口速度V≥15 m/s时,射流装置的引射性能最为理想;引射流体的流量与引射管开启度γ成正比关系,引射速度受限于射流速度(以喷嘴出口速度V表征),当射流速度达到15 m/s,引射速度达到上限;基于最优引射性能参数,单次射流混合作用对物料解离及分散效果等同于激光粒度分析仪自带搅拌装置以500 r/min转速搅拌4~4.5 min;采用EDS能谱仪测试射流作用前后物料所含C、O、Al和Si等元素的变化,验证了射流作用对细泥罩盖的剥离能力;当射流速度达到7.2 m/s时,气泡会瞬间被粉碎成粒径更小的气泡群,90%以上气泡粒径小于45μm。