粒径分布和细颗粒含量对两相管流水力特性的影响

本文着重讨论了粒径分布和细颗粒含量对两相管流阻力损失、粗颗粒挟沙力和极限浓度的影响问题以及高浓度两相管流的运动机理。试验表明,细颗粒在浆液中有两重不同的作用;一是减小粗颗粒沉速,使更多的泥沙从推移转向悬移运动;一是增大浆液粘性。由于这两重作用的相互制约,使浆液阻力损失的变化较为复杂。不过,对于一定粒径的颗粒,存在一个最佳级配和细颗粒最优含量,在这个最优条件下,浆液粘性最小,阻力损失最小,输沙能力最大。在本试验的具体条件下,这个最优细颗粒含量(重量比)约为4～6％,这时由细颗粒及清水所组成的均质浆液仍保持为牛顿体。文中引入了自由孔隙比的概念,并初步证实它是较好地反映浓度、粒径分布和一定矿物组成的细颗粒含量影响的综合参数。分析表明,主要以粗颗粒组成的浆液,即使在极限浓度情况下,也不是均质浆液,仍为两相流体。这种浆液的淤堵或出现“浆河”现象,与水力条件关系不大,而是取决于颗粒与颗粒之间的空隙是否能使它们继续保持流动。