تحسين هندسة جهاز جمع نفاث الجدار: دراسة لديناميات حقل التدفق وحركة الجسيمات

تم التعرف على جمع نفاث الجدار كونه تقنية متقدمة لاستخراج العقيدات متعددة المعادن والتي لها إمكانات كبيرة لتطبيقات الهندسة العملية. يمكن أن يؤدي تحسين هندسة جهاز الجمع إلى تحسين كفاءة الجمع وتقليل الاضطراب البيئي. في هذه الدراسة، تم التحقيق في 24 هيكلاً مميزًا لجهاز جمع العقيدات باستخدام الديناميكا الهوائية الحاسوبية - طريقة العناصر المنفصلة، التي تم التحقق منها من خلال المقارنة مع بيانات التجارب. تم استخدام معامل عرض نفاث الجدار نصف العرض Cc كمعلم رئيسي لفحص أداء الجمع، بما في ذلك كفاءة الجمع، حقل تدفق الجمع، ومسار الجسيمات. تم اقتراح مؤشر تقييم مستمد من قياسات استهلاك الطاقة واضطراب الركيزة، مما سمح بتحديد الهياكل المثالية للجهاز المصممة لتلبية متطلبات مختلفة. أظهرت النتائج أنه بناءً على منحنيات استجابة كفاءة الجمع - معدل تدفق النفاث (η - q)، يمكن تصنيف أداء الجمع إلى نمطين مميزين. عندما يكون Cc ≤ 1.56، سيحدث تدفق مستحث، ويمكن أن تصل η إلى 1.0؛ عندما يكون Cc > 1.56، يتم توليد دوامة متحركة تسبب اضطراب مسارات الجسيمات، ويفر النفاث إلى اليمين، مما يؤدي إلى انخفاض η. تؤثر المعاملات الهندسية على Cc من خلال علاقات مترابطة، وهو ما يتضح بشكل خاص في العلاقة بين الزاوية المماسية للنفاث وسمكه. تتنوع هندسة الجهاز المثالي وفقًا لمعايير مختلفة، وتم الحصول على أقصى تخفيضات في اضطراب الركيزة واستهلاك الطاقة للننفاث بنسبة 48.46% و19.64%، على التوالي، باستخدام معايير تحسين مختلفة. من المتوقع أن توفر هذه الدراسة بيانات لدعم تحسين هيكل أجهزة جمع النفاث الجدارية.