基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响。结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响,但对流场分布特征影响较小,而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关,即流量增大会导致粒群分带延迟,影响分选。