بررسی پروفیل سرعت صعود حباب در سلول فلوتاسیون ستونی با شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی

مولفه های هیدرودینامیکی در فلوتاسیون ستونی نقش مهمی در عملکرد و کارایی فرآیند دارند. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به عنوان یک روش عددی می تواند در تحلیل و پیش بینی مولفه های جریان راهگشا باشد. در این مقاله پروفیل سرعت صعود تک حباب در ستون فلوتاسیون به صورت دوفازی و با روش CFD مطالعه شده است. شبیه سازی ها در نرم افزار فلوینت و با به کارگیری مدل دوفازی VOF انجام شدند. میدان محاسباتی، ستونی با مقطع مربع به ضلع 10 سانتی متر و ارتفاع 100 سانتی متر بود که هوا به وسیله یک حباب ساز داخلی از قسمت پایین ستون به صورت تک حباب وارد می شد و به منظور کاهش حجم محاسبات و ساده سازی مسئله ستون ابتدا پر از آب در نظر گرفته شد. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، یک سری آزمایش تجربی انجام شد که طی آن از تصویربرداری برای ثبت مولفه های هیدرودینامیکی ازجمله دبی هوای ورودی، اندازه گیری قطر حباب، سرعت صعود حباب و ماندگی گاز استفاده شد. مقایسه ی الگوی سرعت صعود حباب در آزمایش های تجربی با مطالعات سایرین موید صحت نتایج تجربی است. همچنین نتایج شبیه سازی نشان داد که CFD به خوبی می تواند الگوی کلی پروفیل سرعت صعود حباب و مقدار آن را در ستون فلوتاسیون را با اختلاف کمتر از 5 درصد نسبت به مقادیر تجربی پیش بینی کند.