【摘 要】
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在铜矿、铁矿、煤矿等选矿工艺流程中,渣浆泵为矿石的磨选循环系统输送高浓度矿浆,其中最具有代表性的当属球磨机溢流泵(磨机泵),该类型泵处在选矿工艺流程的最前端,其输送的浆体中含有的矿石颗粒大、硬度高、浓度高,工况十分恶劣,过流部件磨损严重。尤其是在非设计工况下使用时,其过流部件的寿命更短,影响了流程的正常运行。因此,开展渣浆泵在非设计工况下运行时的固液两相流动规律和磨损特性的研究,不仅有重要的理论意
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在铜矿、铁矿、煤矿等选矿工艺流程中,渣浆泵为矿石的磨选循环系统输送高浓度矿浆,其中最具有代表性的当属球磨机溢流泵(磨机泵),该类型泵处在选矿工艺流程的最前端,其输送的浆体中含有的矿石颗粒大、硬度高、浓度高,工况十分恶劣,过流部件磨损严重。尤其是在非设计工况下使用时,其过流部件的寿命更短,影响了流程的正常运行。因此,开展渣浆泵在非设计工况下运行时的固液两相流动规律和磨损特性的研究,不仅有重要的理论意义,也具有一定的工程实用价值。本文以选矿系统中为旋流器输送球磨机溢流浆体的ESH650型离心式磨机溢流泵为研究对象,为了研究该泵在非设计工况下运行时的固液两相流动特性,采用Eulerian-Eulerian颗粒多相流模型,应用计算流体动力学(CFD)软件ANSYS CFX对该泵内固液两相流动进行数值模拟,利用CFX软件的表达式语言(CEL)功能设置经验磨损公式,基于数值模拟结果,量化泵各个过流部件的磨损情况,解释了过流部件的磨损机理。建立了磨机泵内全流场的三维模型,并进行计算网格划分。保持固相浓度和颗粒粒径一定,分别计算并比较该泵在小流量、设计点、大流量工况运行时的磨损状态。结合泵的现场应用经验,分析该泵在小流量和大流量运行时相较于设计点过流部件磨损加剧的原因。提出磨机泵在小流量和大流量工况运行时的水力优化方案。在固相浓度和颗粒粒径相同的条件下,模拟优化后该泵在小流量和大流量工况运行时的磨损状态,经过对比发现优化后泵的磨损状态具有明显改善。本文建立了估算单位时间内渣浆泵过流部件磨损的经验公式,借助试验验证了泵过流部件磨损的模拟结果。本文所得到的研究结论可为进一步理解渣浆泵内过流部件的磨损机理提供参考,并为水力抗磨优化设计提供依据。
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