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针对尾矿筑坝用旋流器底流排料浓度低、细颗粒含量高的问题,本文研究了一种W型底流口,是将中空截头圆锥插入旋流器锥段下部,并在该部位形成W形空间,改变旋流浓缩后料浆运动轨迹。数值模拟结合实验室试验,对该新型底流口旋流器进行了深入研究。 采用Fluent软件对带有W型和普通型底流口的Φ50mm旋流器进行模拟,研究其内部流场分布规律和分离性能。结果表明:与相同工况下的普通底流口旋流器相比,处理量减小,底流浓度提高,底流夹细减少。对于W型底流口旋流器来说,随直径减小,在底流口附近内旋流轴向、切向速度均降低,底流中细颗粒含量减小;随压力增大,其切向、轴向和径向速度均增大,离心强度提高,底流浓度升高;随W底流口插入锥段内部的深度增加,锥段位置处轴向速度降低,径向速度增大,底流浓度略有提高,但超过20mm后,轴向速度提高,径向速度和底流浓度降低,细颗粒含量升高。底流口锥体角度也有类似的影响规律。 设计加工了W型底流口和鱼尾装置,并对旋流器展开了试验研究。数据表明:相同工况下,相比于普通旋流器,旋流器为W底流口型时的底流、溢流浓度提高,底流产率降低,底流中-25μm颗粒减少,综合分级效率提高;增大进料压力,减小底流口直径,可使底流产物浓度增高;同时进行了带鱼尾装置W型底流口旋流器的试验,其处理量、底流、溢流浓度提高,底流固相产率降低,底流中-25μm颗粒减少,综合分级效率提高。试验结果与数值模拟吻合较好。 通过研究W型结构和鱼尾装置对颗粒运动转向、松散、淘洗的影响,提出了提高旋流器底流浓度和降低夹细的简易实施结构,对于生产实际有一定的指导意义。