矿井防灭火注浆系统输浆管路临界流速公式探讨

临界流速是防灭火注浆系统管路输送的一个重要参数,在分析影响临界流速因素的基础上,探讨了现有的临界流速公式,指出费祥俊公式综合考虑了各主要影响条件,可以应用该公式计算临界流速,指导矿井防灭火注浆过程。     

不同颗粒物料管道水力输送不淤临界流速的确定

在理论分析及对现有不淤临界流速公式比较的基础上, 结合前人的试验数据拟合出了一个新的不淤临界流速计算公式, 并利用前人的试验数据对这一新公式进行了验证, 与其他不淤临界流速公式进行了对比。结果表明, 该公式的平均误差在15%以下, 满足不淤临界流速预测的要求。     

浆体管道输送临界流速经验公式适宜性分析

临界流速是浆体管道输送设计中的一个重要参数,影响临界流速的因素复杂,且每个经验公式都有一定的条件限制。本文针对设计中常用的3个经验公式,结合国内外相关试验数据,通过计算进行对比分析并进行总结,提出各个经验公式的适用条件,供设计参考。     

充填料浆流变特性分析及临界流速计算

临界流速是高浓度充填料浆管道输送的重要参数,确定该参数的经验公式很多,但对于高浓度的全尾砂充填料浆输送工程,多采用试验方法确定。本文分析了高浓度充填料浆的流变特性、颗粒粒径组成,通过计算沉降速度来推荐最佳粒径组成及输送浓度,最后采用王绍周公式对临界流速进行计算,得出不同管径、不同料浆浓度对应的临界流速,为以后的管道设计工作提供选择依据。     

工业明槽浆体输送参数的试验研究

明槽的浆体输送在过去的设计计算中，或者使用清水公式，或者使用经验公式，计算精度偏低。本文从颗粒悬浮输移的机理出发，把输送的非均匀颗粒分成粗细两种，并认为细颗粒和水充分混合形成浆体，增加了水流的粘性，抑制了水流的紊动，减少了水流的能耗；粗颗粒要保持悬浮或者输移需要消耗水流的能量。推导了计算明槽浆体输送水力坡降及临界淤积流速的公式，并通过实测资料进行了验证，取得了满意的效果。本文公式给工业明槽设计提出了新的水力计算方法。     

垂直管水力提升临界淤堵流速的实验

通过试验分析研究垂直管水力提升临界淤堵流速。推导垂直管水力提升临界淤堵流速的半理论半经验公式。颗粒向上运动主要受颗粒周围水流流速影响，当管壁处的流速与此位置的颗粒沉速基本一致时，垂直管处于临界淤堵状态。垂直管水力提升临界淤堵流速不仅随粒径增大而增大。而且随提升浓度增加而增大。所推公式反映了影响临界淤堵流速的主要因素。能够较好的璜测临界淤堵流速，对于管路系统设计和运行有较大实际意义。     

三论普朗特混合长度理论

根据混合长度理论的雷诺应力公式推导流速对数分布公式的方法归纳为3类:习惯法、隐匿法和求证法。对这3种方法的错误进行了详细的分析。得出结论:凡用普朗特混合长度理论的雷诺应力公式推导的流速对数分布公式都属于错误的公式,在科学上没有意义。     

全自动淘洗机的应用及选别机理

在分析司家营研山铁矿选矿流程的基础上,通过试验确定全自动淘洗机生产应用的工艺参数,最大可提高精矿品位7.55个百分点。运用重选不同密度粒群沿垂向分层理论,阐明了淘洗机的重选本质符合不同密度粒群在上升介质流中按悬浮体相对密度分层学说,并分析了外加磁场和上升水在选别过程起到的阻止细粒磁性矿物颗粒进入溢流、大大减少等降机率、降低等降现象对沉降分层的影响、增加了矿床稳定性等辅助作用。最后从分析全自动淘洗机的特点和三组磁系作用角度,解释了淘洗机选别的优势。     

粗颗粒物料管道输送临界流速的计算

笔者用微分法推导出了关于宾汉流体固液两相流临界流速计算公式。用直径42mm水平管道和三种不同重率高岭土泥浆作了粗颗粒碎石(d=5.63mm)的输送实验。实验表明,临界流速的计算值与实验值是一致的。     

渣浆泵的计算方法探讨

重点论述了浆体的物理性质和渣浆泵的选型计算方法。介绍了计算临界流速、沿程阻力损失系数等经验公式的适用范围和优缺点,强调了渣浆泵的设计选型对于项目是否能顺利生产运行的关键作用和重要性。     

浆体管道的不淤流速研究

属于均质与非均质混合流的工业浆体管道，其不淤流速由颗粒保持悬浮要求的紊动强度来决定。基于浆体物理特性及固体颗粒紊动悬浮理论，并应用大量管道试验的观测资料，可推得浆体和道临界不淤流速新公式，全面反映浆体的粘性，颗粒组成浓度以及管道内径等因素的影响，因而使不淤流速确定摆脱了对环管试验的依赖性及局限性，为大口径输煤管道输送流速确定，提供简便且可靠的依据。     

粗颗粒物料在垂直管流中的滞留效应

颗粒滞留效应，将导致在垂直管流中物料的当地浓度大于输送浓度。采用快速摄影技术测量了粗颗粒在垂直管流中的滑移速度，并利用流态化试验探讨了不规则形状颗粒的拖曳力系数以及颗粒群在上升流中滑移速度的变化规律。结合理论分析给出了当地浓度的估算公式，并得到了实验数据的验证。     

煤层气井煤粉颗粒表观机械运移规律

煤粉颗粒在煤层气井的排采过程中会随着流体运移至井筒,研究煤粉颗粒在井筒中的运移规律,对于优化排采参数、避免煤粉在井筒内沉积甚至埋泵非常必要。自行设计了煤粉颗粒运移实验装置,开展了煤粉颗粒静态沉降实验和动态运移实验,得到了煤粉颗粒静态沉降末速和最小携带速度。结合球形颗粒自由沉降末速的理论计算公式,建立了煤粉颗粒实际沉降末速的计算模型,并确定了不同目数煤粉颗粒的最小携带速度与实际沉降末速间的关系,最终建立了煤层气井最小日排水量的计算公式。研究表明,对于产水量较小的井,流体携带煤粉颗粒的能力与煤粉颗粒的粒径、井筒内流体流速间的关系敏感,本文提出的最小排水量计算公式对于煤层气井的排采参数设计具有一定的指导作用。     

基于最小沉降速度的浓缩机入料装置改进研究

 本文运用“浅池理论”给出假设条件,推导出浓缩机底流量不可忽略和可忽略两种情况下煤泥颗粒的最小沉降速度公式,并分析煤泥颗粒最小沉降速度的影响因素。在此基础上,对浓缩机入料装置进行改进,改变了入料液流的方式和方向,增加了水平流动层的厚度,稳定了浓缩机入料流态,改善了煤泥颗粒沉降的路线,有效提高了煤泥颗粒沉降速度的稳定性。     

用粒子动态分析仪研究水力旋流器内固体颗粒运动规律

粒子动态分析仪(PDA)是一种新型的激光测量仪器,可用于两相流中粒子运动规律的实测研究。本文用PDA对一个80mm的透明水力旋流器内固粒的运动规律进行了测定,根据其结果提出了内旋流中的颗粒仍可能被重新分离,固粒绝对浓度最大值发生在零轴速包络面处等一些新观点,并指出过去被认为是经典理论的“平衡轨道理论”需加以修正。     

垂直提升管道中粗颗粒滑移速度试验研究

为了研究粗颗粒在深海采矿管道系统中的滑移速度, 采用粒子图像测速法对粒径为10 mm, 30 mm, 50 mm的锰结核、富钴结壳、多金属硫化物和模拟结核颗粒在垂直提升管道中的滑移速度进行了研究。试验结果表明, 粗颗粒矿石在提升管道中的滑移速度随颗粒形状系数、颗粒粒径和颗粒密度增加而增加, 随水流速度增加而减小。得到了粗颗粒矿石滑移速度计算公式, 计算结果与试验实测数据吻合较好, 对提升管道水力输送系统机理研究有一定参考价值。     

深海采矿中继站底部Y形管流动状态研究

针对深海采矿泵管输送试验系统中Y形管内流场复杂和矿石泄露风险等问题,采用CFD-DEM方法,对不同速度、不同体积浓度和不同粒径的矿石颗粒进行数值模拟计算,分析了Y形管内颗粒群的运动特性和流场分布规律。结果表明,Y形管内流场分布受弯管曲率和Y形管入口流量分配影响;颗粒群在弯管内贴壁流动,受到上升流作用后颗粒向上偏移;当上升流流速不足、颗粒体积浓度高及颗粒粒径较大时,会造成颗粒沿着底部管道流失,随着上升流速减小、颗粒体积浓度增大及颗粒粒径增大,颗粒通过底部管道流失不断增大;颗粒流的存在导致Y形管内低压漩涡区强度和尺度均减弱。     

基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响。结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响,但对流场分布特征影响较小,而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关,即流量增大会导致粒群分带延迟,影响分选。     

大颗粒物料在垂直管道内最小输送速度的试验研究

在大颗粒物料垂直管道上向输送系统的设计中，准确地确定被输送固液混合物的最小输送呜呼节约能耗均有重要意义。本文提出了一的的试验方法，可测定颗粒在垂直上的输送管道的浮游速度。利用测定的浮游速度来确定大颗粒在生趣管道内的最小输送速度，并总结了在一定颗粒粒级和体积浓度范围的经验计算公式，该方法也可广泛地应用于确定其它大颗粒物了小输送速度。