Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering (Jun 2021)
بررسی پروفیل سرعت صعود حباب در سلول فلوتاسیون ستونی با شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی
Abstract
مؤلفه‌های هیدرودینامیکی در فلوتاسیون ستونی نقش مهمی در عملکرد و کارایی فرآیند دارند. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به‌عنوان یک روش عددی می‌تواند در تحلیل و پیش‌بینی مؤلفه‌های جریان راهگشا باشد. در این مقاله پروفیل سرعت صعود تک حباب در ستون فلوتاسیون به‌صورت دوفازی و با روش CFD مطالعه شده است. شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار فلوئنت و با به‌کارگیری مدل دوفازی VOF انجام شدند. میدان محاسباتی، ستونی با مقطع مربع به ضلع 10 سانتی‌متر و ارتفاع 100 سانتی‌متر بود که هوا به‌وسیله یک حباب‌ساز داخلی از قسمت پایین ستون به‌صورت تک حباب وارد می‌شد و به‌منظور کاهش حجم محاسبات و ساده‌سازی مسئله ستون ابتدا پر از آب در نظر گرفته شد. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی، یک سری آزمایش تجربی انجام شد که طی آن از تصویربرداری برای ثبت مؤلفه‌های هیدرودینامیکی ازجمله دبی هوای ورودی، اندازه‌گیری قطر حباب، سرعت صعود حباب و ماندگی گاز استفاده شد. مقایسه‌ی الگوی سرعت صعود حباب در آزمایش‌های تجربی با مطالعات سایرین مؤید صحت نتایج تجربی است. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان داد که CFD به‌خوبی می‌تواند الگوی کلی پروفیل سرعت صعود حباب و مقدار آن را در ستون فلوتاسیون را با اختلاف کمتر از 5 درصد نسبت به مقادیر تجربی پیش‌بینی کند.
Keywords
