基于CFD模拟的新拌混凝土泵送压力损失预测

混凝土泵送技术在土木工程中的应用越来越普遍,但是泵送压力的预测长期缺乏有效的技术手段,工程应用中依赖大型盘管实验,消耗大量人力物力。本工作通过计算流体动力学(CFD)模拟研究了混凝土流变参数对混凝土泵送压力损失的影响,并将模拟结果与实验值进行对比,结果表明,SST·k-ω湍流模型能够针对混凝土材料的特性,准确预测混凝土泵送压力损失,粘度是影响泵压损失的主要因素,单位长度的泵压损失与粘度成正比,粘度越大,混凝土由于剪切作用受到的阻力越大,导致泵压损失增大;泵压损失随着屈服应力的增大而减小,且在混凝土屈服应力小于150 Pa时,随着屈服应力的增大,泵压损失降低程度更显著,当屈服应力大于150 Pa时,屈服应力对泵压损失的影响不明显。此外,研究了混凝土流变参数对泵压损失的影响机理,结果表明,混凝土流变参数是影响泵压损失的主要因素,新拌混凝土屈服应力增大,则泵管中剪切层的厚度减小,从而降低泵管中单位长度的泵压损失;新拌混凝土粘度增大,则泵管中由于剪切作用造成的阻力增大,进而增大泵管中单位长度的泵压损失。