潮濕細粒煤聚團碰撞分離的物理過程和微觀力學機制

焦 楊,章新喜,孔凡成

(1．中國礦業大學理學院,江蘇徐州 221116;2．中國礦業大學化工學院,江蘇徐州 221116;3．空軍勤務學院,江蘇徐州 221000)

潮濕細粒煤聚團碰撞分離的物理過程和微觀力學機制

焦 楊1,章新喜2,孔凡成3

(1．中國礦業大學理學院,江蘇徐州 221116;2．中國礦業大學化工學院,江蘇徐州 221116;3．空軍勤務學院,江蘇徐州 221000)

為提高分級設備的分級效率和優化分級設備,利用高速動態攝像機拍攝了自由下落的潮濕細粒煤聚團與水平金屬面的碰撞過程,借助于接觸力學理論和液橋理論研究了聚團碰撞分離的物理過程和力學機制。研究表明：聚團的碰撞分離因黏附顆粒重力的不同呈現出兩種模式：碰撞式分離和重力-碰撞式分離;聚團的碰撞分離過程可分成聚團與壁面的碰撞、小顆粒與大顆粒的接觸碰撞以及液橋的拉伸斷裂3個階段。聚團與壁面的碰撞打破了聚團內的顆粒運動速度的一致性,顆粒的分離使粒間液橋發生拉伸變形,當顆粒間的最大分離距離超過液橋的斷裂距離時,濕顆粒實現分離,濕顆粒的分離需要一個最小法向分離初速。水分的增加使濕顆粒難分的主要原因是液橋難以斷裂造成的。濕顆粒聚團的分離隨著碰撞速度的降低、顆粒粒徑的減小、水分的增加和接觸顆粒數的增多而變得困難。

濕顆粒聚團;碰撞;破碎;液橋

隨著采煤機械化的發展,原煤中粉煤含量增加,煤質下降,必須進行洗選。目前在中國煤炭加工領域主要采用篩分和干法氣流分級的方法使原煤脫粉?！?br>