粗颗粒在复杂空间形态管道水力输送中运动形式的研究

采用高速摄像技术,探讨了不同粒径、体积浓度和输送速度条件下,粗颗粒在复杂空间形态管道中的运动状态及临界条件。研究结果表明:粗颗粒在复杂形态管道中的运动状态表现出不同的特点,水平管道中以滑动推移为主要运动形式,倾斜上升管道中以滑动推移和悬移为主要运动形式,倾斜下降则主要存在下滑和悬移两种;粗颗粒在管道中的运动状态与颗粒粒径、管道形态等因素有关,就悬移运动状态而言,倾斜角度越大,粗颗粒越容易形成悬移。基于试验结果提出了临界条件的计算公式,实测值与计算值基本吻合。     

水平管道水力输送粗粒物料的阻力损失研究

以深海采矿固液两相流管道输送工艺为应用背景，通过建立管道水力输送模拟系统，研究了不同粒径、不同体积浓度、不同输送速度条件下粗颗粒在水平管道中的阻力损失的变化规律。试验结果表明：颗粒浓度越高，输送速度越大，阻力损失越大。阻力损失与各参数的主要关系有：在保持其他条件不变的情况下，阻力损失与浓度或速度呈指数关系；颗粒运动状态对阻力的变化率有一定的影响。基于试验数据并结合理论分析，提出了阻力损失计算公式。     

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。     

深海粗颗粒矿石垂直管道水力提升技术

全面论述了近30年来国内外深海采矿垂直管道水力提升技术的发展和研究现状, 对十几个国家深海采矿垂直管道水力提升系统进行了描述和分析, 重点介绍了我国深海采矿垂直管道水力提升技术的研究成果。从管道输送安全角度考虑, 论述了垂直管道堵塞的关键问题和解决措施, 可为我国深海多金属结核、富钴结壳和热液硫化物等金属矿产资源垂直管道水力提升技术的研究提供参考。     

垂直管道内粗颗粒运动特性数值模拟

为研究深海采矿管道提升系统中颗粒的运动规律, 采用数值模拟的方法对不同粒径、不同入射位置的单个颗粒及单一粒径和混合粒径颗粒群的运动规律进行了研究。结果表明, 颗粒输送速度随着颗粒粒径增大而减小; 从管道中心到壁面, 颗粒速度逐渐减小; 颗粒群输送颗粒存在一定程度的碰撞, 输送的能量损失更大。得到了垂直管道内颗粒的运动规律, 对颗粒输送速度、碰撞、能量损失等进行了量化分析。对未来深海采矿水下输送系统设计有一定参考意义。     

水力输送技术的几个问题

文中论述了在长距离管道运输中：输送物料的制备；输送终点浆体的脱水；浆体输送过程中防止停运时堵管；输送管的磨损；输送过程中固体的粉化等水力输送技术问题。     

管道水力输送浅谈

管道长距离输送浆体在技术、经济、经营管理上有明显的优点。国外已广泛应用。国内虽做了大量的试验研究工作,但精矿浆体的长距离压力输送管道尚未付诸现实。文章对管道输送的优缺点、应用情况、经济比较、主要流程及设计方面的问题作了简要介绍。     

基于IPP图像软件的管流中粗颗粒运动信息提取方法研究

运用大功率激光光源和Nikon D810单反相机进行了管道水力输送模拟试验, 并以试验中得到的管道断面图像为研究对象, 详细介绍了基于图像软件Image-Pro Plus(IPP)的管道断面颗粒提取方法, 并以5张图像的处理结果对此方法进行验证。结果表明, 提取出的颗粒数量平均误差小于5%, 说明该种分析方法能准确地将目标颗粒提取并呈现出来, 是一种具有代表性的、可操作的管道断面颗粒图像处理方法。     

瓦斯输送管道内细水雾颗粒运动及沉积模拟研究

通过建立瓦斯气体流动模型、细水雾颗粒运动模型,在拉格朗日框架下对细水雾颗粒在瓦斯输送管道内的运动及沉积过程进行追踪。对数值模拟结果分析可知,混合流场在喷嘴两侧分别作顺时针、逆时针运动;细水雾颗粒沉积率在1.5m处达到最大值,在5m以后基本处于稳定状态。通过研究分析,为认识细水雾的运动及沉积规律,解决输送管道内喷嘴安装距离问题提供了一定的理论依据。     

深海粗颗粒矿石浮游速度的试验研究

以单颗粒沉降运动为研究基础, 采用高速摄影技术对锰结核、富钴结壳、多金属硫化物及模拟结核粗颗粒矿石进行了浮游速度试验研究, 得到了粗颗粒矿石单颗粒和群体颗粒浮游速度计算公式, 计算结果与试验实测数据吻合较好, 对垂直管道水力输送系统参数设计和正常运行有一定参考价值。     

粗粒级炉渣浆体的管道水力输送试验研究

介绍炉渣的物理性能及炉渣浆体组成方案的选择。模拟矿山实际条件,进行了浆体管道输送试验,获取了大量试验数据;观察、分析了浆体的特性,研究了炉渣混合浆体高浓度输送可行性的影响因素。     

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。     

运输条件复杂矿井辅助运输系统化建设方法

针对运输条件复杂矿井辅助运输过程中存在的运输管理和运行秩序混乱的问题,通过加强辅助运输系统化建设,使得矿井辅助运输管理、秩序、效率显著提升,达到了良好的预期效果。     

粗煤泥水力分级分选一体化设备的试验研究

 针对粗煤泥水力分级分选设备研究发展状况，文中提出了一体化分选设备。通过对试验装置及工艺流程的开发设计，得出系统试验运行参数。制定系统设备的试验方法步骤，并对试验原煤样进行筛分实验分析，判断原煤样的粒级分布及分选性能。根据试验运行参数和试验步骤，对煤泥浓缩旋流器、TBS分选机溢流和底流进行取样并做筛分试验分析。得出该试验设备通过上升水流的作用实现不同粒级煤泥的分级分选功能。     

充填料管道输送减阻试验研究

根据浆体的流变特性推导了管道输送阻力公式。采用在管壁处高剪切区注入少许水改变管壁处的综合粘度, 以低粘流体的剪切变形代替高粘浆体的剪切变形达到减阻的目的, 通过试验对比, 减阻效果达10%左右。本研究对深井全尾砂充填法的推广具有重要意义。     

某铝土矿尾矿管道输送试验研究

为了研究某铝土矿尾矿赤泥泵压管道输送特性,针对不同浓度尾矿赤泥进行了浆体流变特性研究,并采用DN200管道进行了环管试验。结果表明,该尾矿浆黏度大、屈服应力高,属触变性浆体; 矿浆浓度、输送速度对浆体管道输送摩阻系数的影响显著。该尾矿赤泥适宜的泵压管道输送浓度为25%,该浓度下尾矿浆体屈服应力11.45 Pa、动力黏度21.33 mPa·s。当流速2.0 m/s时,25%浓度尾矿浆的摩阻系数为0.05,管道内输送阻力损失为0.54 kPa/m。     

似膏体管输弯管段浆体流动的数值模拟研究

 摘要:论文对似膏体充填料浆在管路输送的弯管段动态特征进行了数值模拟的研究,确定了似膏体料浆相关物理参数,选择了适合似膏体料浆的管输数学模型,利用FLUENT模拟获得了弯管段压力场、速度场的分布特征,并将模拟结果与理论计算进行了对比分析。研究结果对似膏体管路输送实验和实践有一定的指导意义和实用价值。