【摘 要】
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矿物碎磨作为选矿流程最为耗能的一步工艺,其效率高低直接关乎企业的经济效益,搅拌磨机因其在细磨领域要比传统球磨机更有优势,就越来越广泛地被应用到矿石的碎磨中。由于搅拌磨机发展较晚,至今还没有完整的设计理论,因此对如何提高搅拌磨机磨矿性能的研究成了时下一大热点。有关文献的研究表明,在保证相同产品质量前提下,使用陶瓷球作为磨矿介质时,要比使用钢球更加节省能耗,但其研究结论是在实验室小磨机上得出的,将具体
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矿物碎磨作为选矿流程最为耗能的一步工艺,其效率高低直接关乎企业的经济效益,搅拌磨机因其在细磨领域要比传统球磨机更有优势,就越来越广泛地被应用到矿石的碎磨中。由于搅拌磨机发展较晚,至今还没有完整的设计理论,因此对如何提高搅拌磨机磨矿性能的研究成了时下一大热点。有关文献的研究表明,在保证相同产品质量前提下,使用陶瓷球作为磨矿介质时,要比使用钢球更加节省能耗,但其研究结论是在实验室小磨机上得出的,将具体成果应用到工业生产型磨机上时,其磨矿性能并不是很让人满意,所以需要就如何进一步提高立式搅拌磨机的综合性能作深入研究。作为磨机最为核心的能量输入元件——搅拌器,以往基本都是通过经验确定其尺寸,这使得磨机性能得不到保证。因此本文以筒体高、径分别为4285mm、3000mm的工业生产型立磨机为对象,采用CFD（Fluent为求解器）仿真方法将磨机所使用的多种类型搅拌器结构尺寸进行优化。本文的主要研究内容有:（1）以磨机内的压力分布函数为基础,推导出了螺旋式、盘式及棒式搅拌器负载转矩的数学表达式,为仿真模型验证及磨机功率计算提供了支持。（2）以实验用小型磨机为原型,建立起对应的仿真模型,将仿真结果与前人的实验结论和本文的理论计算作对比,从多个方面证明了仿真方法的可行性。（3）以磨机功率、研磨强度、混合效果为指标,通过仿真计算分别得出了工业生产型立磨机螺旋式、盘式及棒式搅拌器各自的较优结构。（4）通过正交设计及Box-Behnken仿真试验设计方法,在上一步最优搅拌器结构的基础上,得出了此三种搅拌器各自的最优尺寸。（5）采用相似理论将优化后的大型磨机的搅拌器进行缩小,与原有的实验型小磨机作比较,以验证优化结果的准确性。除此,还通过流固耦合方法对搅拌器进行了静力学及模态分析。
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