Stanowisko eksperymentalne do badań procesu flotacji metodami optycznymi

 

(dodatkowe informacje, kontakt)

 

W ramach projektu zostało zbudowane stanowisko pomiarowe pozwalające na badanie metodami optycznymi procesu flotacji oraz innych wielofazowych procesów mieszania, które często spotykane są w inżynierii chemicznej, biotechnologii, medycynie, biologii czy w innych pokrewnych gałęziach przemysłu. Ponadto, opracowano i zweryfikowano procedurę pomiarową oraz oprogramowanie w środowiskach MatLAB i LabView pozwalające na zbieranie i analizę zarejestoranych obrazów, a następnie na wyznaczenie pól prędkości płynów oraz rozkład wielkości bąbli powietrznych w procesie mieszania i flotacji. Na zbudowanym stanowisku jest również możliwa realizacja pomiaru momentu i mocy na wale oraz ocena energochłonności procesu.

stanowisko PIV Rys. 1. Schemat i zdjęcie stanowiska pomiarowego do pomiaru rozkładu prędkości przepływu w maszynie flotacyjnej oraz do obrazowania przepływu metodą cieniową.

 

PIV schemat metodyRys. 2. Schemat stanowiska pomiarowego do obrazowania przepływu metodą cieniową.

 

Główną techniką pomiarową wykorzystywaną w badaniach eksperymentalnych jest cyfrowa anemometria obrazowa, pozwalająca na nieinwazyjne pomiary pola prędkości w przepływach jedno i dwufazowych. Ze względu na swój charakter technika ta pozwala na uchwycenie chwilowego pola prędkości płynu w pewnym obszarze w jednej chwili czasu, a także wyznaczenie średniego przepływu. Daje to bardzo szerokie możliwości analizy badanego przepływu, a wnioski wyciągnięte w oparciu o takie pomiary mają ogólniejszy charakter i mogą prowadzic do istotnego usprawnienia badanego procesu.  Co więcej, technika ta pozwala na wyznaczenie parametrów opisujących turbulencję badanego przepływu, co ma zasadnicze znaczenie podczas badania procesów mieszania i flotacji albowiem pozwala na ocenę efektywnośic takiego procesu.

przykładowe wyniki

 Rys. 3. Rozkład prędkości cieczy we flotowniku na wybranej powierzchni pionowe przy prędkości obrotowej 1000obr/min.

 

Zbudowane stanowisko pomiarowe oraz oprogramowanie umożliwia badanie eksperymentalne różnych kształtów mieszlaników, a co za tym idzie ich ocenę w zakresie efektywności oraz wpływu na rozkład prędkości i udziału faz rozproszonych w zbiorniku mieszalnika lub maszyny flotacyjnej. Możliwy jest również dobór i przetestowanie kształtu układu mieszalnika odpowiedniego dla określonych zadań.

Poza stanowiskiem eksperymentalnym i oprogramowaniem do badań przepływów wielofazowych w mieszalnikach, wartościowym efektem projektu jest bogaty zbiór danych pomiarowych pozwalającyh na uwiarygadnianie modeli matematycznych tego typu przepływów.

PIV wyniki

Rys. 4. Rozkład prędkości cieczy we flotowniku na czterech wybranych powierzchniach poziomych przy prędkości obrotowej 1000obr/min.