浮選機攪拌反應器中的流動場是非常復雜的,流動變量的變化,尤其是湍流參量的變化有時達到2到3個數量級,對反應器性能的影響是非常重要的。從數值模擬的觀點來說,攪拌反應器的模擬方法主要有:動量源法,“黑箱“模型法,內外迭代法,多重參考系法,滑移網格法等。
(1)動量源法
為了避免槳葉區邊界條件的限制,研究者開發了許多新的方法以實現對攪拌槽內流場的整體模擬。基于攪拌槳葉區流體流動分析,該方法把槳葉對流體的作用看作流體動量的產生源,采用切向方向的附加“源”代替六直葉渦輪作用。他們利用PHOENICS軟件模擬了單層、多層六直葉渦輪二維速度場分布,模擬計算結果與實驗結果基本相近。
(2)“黑箱”模型法
從CFD開始應用于攪拌槽直到現在,“黑箱一模型法的應用一直很普遍?!昂谙洹蹦P头ㄔ泴嚢璨蹆攘鲃訄龅难芯慨a生過重要作用,但是還存在很大的缺陷,邊界條件的確定一般離不開實驗數據;而且一套槳葉區邊界條件只能用于與實驗條件幾何相似的體系。受這些條件的限制,CFD仍然不能成為獨立的設計工具,還需要一定的實驗工作來配合。
(3)內外迭代法
內外迭代法比起“黑箱一模型法有了很大的進步,不再需要實驗數據,實現了攪拌槽流動場的整體模擬,而且對某些攪拌槳流動場的計算取得了成功,證明這種方法完全可以用于攪拌槽流動場的計算。但這種方法在計算時仍然需要試差迭代,收斂速度較慢,而且這種方法沒有被商業軟件采用,在一定程度上限制了該方法的普及應用。
(4)多重參考系法
多重參考系法劃分的兩個區域沒有重疊的部分,不再需要內外迭代過程,兩個不同區域內速度的匹配直接通過在交界面上的轉換來實現,因而使計算變的更加簡單。
(5)滑移網格法
這種方法是將計算域分成分別包含旋轉的槳葉和靜止的擋板的兩個區域,并且在兩個區域交界面處有網格之間的相對滑動?;凭W格法