Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2026
Идентификатор DOI: 10.56195/20793332-2026-26-2-26-32
Ключевые слова: mixer, rotor module, computational fluid dynamics (CFD) simulation, dynamic swirler, смеситель, роторный модуль, гидродинамическое моделирование, cfd, динамический завихритель
Аннотация: Приведены результаты разработки комбинированной сборно-модульной конструкции смесительного устройства геликоидного типа, обеспечивающего перераспределение энергии потока с осевой на тангенциальную составляющую без существенного роста гидравлических потерь. На основе сравнения статического и динамического варианта конструкций смеситПоказать полностьюеля проведено исследование путем CFD-моделирования двухфазной системы с использованием уравнений Навье - Стокса и турбулентной модели Буссинеска. Выполнены расчеты коэффициента гидравлического сопротивления и удельных энергетических затрат. Результаты гидродинамического моделирования показывают, что динамическая компоновка обеспечивает формирование устойчивого закрученного потока без застойных зон и локального недосмешения. Коэффициент гидравлического сопротивления снижается до 0,613 по сравнению с 0,986 для статического варианта, а энергопотребление уменьшается с 30,1 до 25,5 кВт. Полученные результаты подтверждают перспективность применения устройства в процессах подготовки пульп, реагентных растворов и эмульсионных систем горной промышленности. Mixing in the mining industry plays a key role in the preparation of pulps, backfill mixtures, and reagent solutions. The quality of mixing determines the completeness of physical and chemical processes, the uniformity of component distribution, and the stability of system properties. Effective mixing reduces reagent consumption, increases the recovery of useful components, and ensures the reliability of process equipment. To improve the energy efficiency and reliability of mixing equipment under conditions of high abrasiveness, variable rheology, and unstable process fluid transport conditions, a new combined modular design of a helical mixing device has been proposed. This design redistributes flow energy from the axial to the tangential component without significantly increasing hydraulic losses. A comparison of static and dynamic designs was used to study the two-phase system using CFD modeling using the Navier - Stokes equations and the Boussinesq turbulent model. Calculations of the hydraulic resistance coefficient and specific energy consumption were also performed. Hydrodynamic modeling results show that the dynamic configuration ensures the formation of a stable swirling flow without stagnation zones or localized undermixing. The hydraulic resistance coefficient is reduced to 0.613 compared to 0.986 for the static configuration, and power consumption is reduced from 30.1 to 25.5 kW. These results confirm the device’s potential for use in the preparation of slurries, reagent solutions, and emulsion systems in the mining industry.
Журнал: Маркшейдерия и недропользование
Выпуск журнала: Т. 26, № 2
Номера страниц: 26-32
ISSN журнала: 20793332
Место издания: Москва
Издатель: ООО "Издательский дом Недропользование и горные науки"