بررسي پروفيل سرعت صعود حباب در سلول فلوتاسيون ستوني با شبيه‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي

مؤلفه‌هاي هيدروديناميكي در فلوتاسيون ستوني نقش مهمي در عملكرد و كارايي فرآيند دارند. ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) به‌عنوان يك روش عددي مي‌تواند در تحليل و پيش‌بيني مؤلفه‌هاي جريان راهگشا باشد. در اين مقاله پروفيل سرعت صعود تك حباب در ستون فلوتاسيون به‌صورت دوفازي و با روش CFD مطالعه شده است. شبيه‌سازي‌ها در نرم‌افزار فلوئنت و با به‌كارگيري مدل دوفازي VOF انجام شدند. ميدان محاسباتي، ستوني با مقطع مربع به ضلع 10 سانتي‌متر و ارتفاع 100 سانتي‌متر بود كه هوا به‌وسيله يك حباب‌ساز داخلي از قسمت پايين ستون به‌صورت تك حباب وارد مي‌شد و به‌منظور كاهش حجم محاسبات و ساده‌سازي مسئله ستون ابتدا پر از آب در نظر گرفته شد. براي اعتبارسنجي نتايج شبيه‌سازي، يك سري آزمايش تجربي انجام شد كه طي آن از تصويربرداري براي ثبت مؤلفه‌هاي هيدروديناميكي ازجمله دبي هواي ورودي، اندازه‌گيري قطر حباب، سرعت صعود حباب و ماندگي گاز استفاده شد. مقايسه‌ي الگوي سرعت صعود حباب در آزمايش‌هاي تجربي با مطالعات سايرين مؤيد صحت نتايج تجربي است. همچنين نتايج شبيه‌سازي نشان داد كه CFD به‌خوبي مي‌تواند الگوي كلي پروفيل سرعت صعود حباب و مقدار آن را در ستون فلوتاسيون را با اختلاف كمتر از 5 درصد نسبت به مقادير تجربي پيش‌بيني كند.