Обогащение | |
Название | Математическое моделирование процессов газодинамической сепарации |
DOI | 10.17580/tsm.2020.07.01 |
Автор | Тюкин А. П., Юшина Т. И. |
Информация об авторе | Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия: А. П. Тюкин, соискатель ученой степени докт. техн. наук, каф. технологии обработки минерального сырья, канд. техн. наук, эл. почта: TukinAP@yandex.ru |
Реферат | В газодинамике математические модели, как правило, создают для узкоспециализированных прикладных задач, в основном связанных с аэродинамикой летательных аппаратов. При расчете газодинамического сепаратора для твердых сыпучих материалов требуется разработка специализированной модели. Сформулирована задача сепарации, описаны входные параметры твердых частиц, газа и разгонного канала сепаратора. Обозначены конечные (выходные) показатели обогащения: выход концентрата, содержание целевого компонента в продуктах процесса, извлечение ценного компонента в концентрат, эффективность обогащения по Ханкоку – Луйкену. Практическая задача математической модели газодинамической сепарации — подбор длины разгонного канала и линейной скорости газа, при которых обеспечивается наиболее эффективное разделение подаваемой смеси на компоненты. Приведен вывод дифференциального уравнения разгона частицы потоком газа, положенного в основу математической модели, проанализированы способы его решения и выбран оптимальный — дискретизация по интервалам. Описан процесс расчета по модели. Первый модуль («Разгон») рассчитывает средние скорости частиц каждого из двух разделяемых компонентов смеси в каждой точке пути разгона. Второй модуль «Расчет СКО скоростей» рассчитывает среднеквадратические отклонения скоростей частиц на выходе из разгонного канала в зависимости от их свойств, например таких, как масса, диаметр и коэффициент сферичности. Третий модуль («Улавливание») рассчитывает распределение составов продуктов процесса по длине после выхода смеси из разгонного канала и падения частиц по баллистической траектории. Четвертый модуль («Достижимая эффективность») — максимально достижимую эффективность обогащения (по критерию Ханкока – Луйкена) для разных значений длины разгонного канала сепаратора, подбирая при этом оптимальные режимные параметры процесса. С помощью математической модели рассчитано, что максимально достижимая эффективность разделения смеси фаялита и ильменита фракции –0,4+0,2 мм составляет 0,25–0,27 в диапазоне длин разгонного канала от 200 до 1000 мм. Предложены направления для дальнейших исследований. Практическим применением математической модели является расчет газодинамических сепараторов либо их каскадов при проектировании соответствующих технологических узлов. |
Ключевые слова | Гравитационное обогащение, газодинамический сепаратор, обтекание частиц, математическая модель, реголит, лунный грунт, ильменит |
Библиографический список | 1. Hancock R. T. Efficiency of classificating // Eng. and Min. Jorn. 1920. No. 110. P. 237–241. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |