管道固-液兩相漿體輸送理論研究.pdf

1、隨著管道輸送技術(shù)的不斷發(fā)展和交通運(yùn)輸行業(yè)日益激烈的競爭，管道輸送技術(shù)在世界各地得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在煤礦、金屬礦山和海底采礦等領(lǐng)域，管道輸送技術(shù)的應(yīng)用帶來了諸多便利，其優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前其他運(yùn)輸方式。然而，對(duì)管道固-液兩相漿體輸送理論的研究還有待進(jìn)一步完善，尤其是對(duì)管道臨界流速和水力坡度的研究還有待進(jìn)一步深化。管道臨界流速和水力坡度是漿體管道輸送中的重要參數(shù)，并且直接關(guān)系到管道輸送的安全性、經(jīng)濟(jì)性和高效性。
　　本文以某管道輸送

2、項(xiàng)目為依托，以管道輸送臨界流速與水力坡度為研究對(duì)象，對(duì)管道輸送系統(tǒng)和兩相流概況進(jìn)行了介紹，并系統(tǒng)概述了兩相流的三種研究方法；通過與單相流的對(duì)比分析，推導(dǎo)了固-液兩相流的基本方程和BBO方程；對(duì)固體顆粒在流場中的受力情況進(jìn)行了分析，并結(jié)合固體顆粒運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，分析了固-液兩相流中固體顆粒的運(yùn)動(dòng)形式；對(duì)漿體的流型和粘度進(jìn)行了介紹，分析了管道輸送中固-液兩相流的流態(tài)，推導(dǎo)了顆粒在水中的沉降速度公式；對(duì)管道輸送的臨界流速進(jìn)行了重新定義，基于

3、能量守恒理論，并根據(jù)漿體濃度與臨界流速的關(guān)系以及物料特性和漿體紊動(dòng)強(qiáng)度對(duì)臨界流速的影響，推導(dǎo)了新的臨界流速公式，并從漿體濃度、漿體粘度和物料特性三個(gè)方面對(duì)臨界流速新公式進(jìn)行了分析驗(yàn)證；對(duì)管道阻力損失機(jī)理及阻力損失影響因素進(jìn)行了分析，根據(jù)阻力損失與漿體流速的關(guān)系，分析了不同漿體流態(tài)下阻力損失的變化規(guī)律；對(duì)常見的減阻措施進(jìn)行了介紹，并分析了它們的減阻機(jī)理和減阻效果；基于管道輸送水力坡度計(jì)算理論，對(duì)幾個(gè)典型的水力坡度公式進(jìn)行了分析，提出了新的

4、水力坡度計(jì)算方法，并開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算軟件；對(duì)某金屬礦山物料的密度、粒級(jí)組成、漿體沉降速度、漿體流變參數(shù)和水力坡度進(jìn)行了測定試驗(yàn)，并將試驗(yàn)實(shí)測水力坡度數(shù)據(jù)與兩種水力坡度計(jì)算方法的計(jì)算值進(jìn)行了比較和分析。
　　經(jīng)過本文的研究：新管道臨界流速公式推導(dǎo)思路清晰、量綱合理，其計(jì)算值與試驗(yàn)實(shí)測值比較接近，并且變化規(guī)律相符；通過對(duì)Wasp水力坡度計(jì)算方法的研究，新的水力坡度計(jì)算方法思路清晰合理，其計(jì)算值與試驗(yàn)實(shí)測值比較接近，并且開發(fā)了相應(yīng)的水力