氣舉提升裝置的理論分析和實驗研究.pdf

1、氣舉提升是在深海采礦、水力采煤和河湖清淤中經(jīng)常遇到的問題。然而在深海礦物開采過程中，必須將礦物從水下數(shù)千米輸送至地面，
　　隨著能源問題的凸顯，對于此課題的研究已經(jīng)迫在眉睫；另外，大多數(shù)河流泥沙淤積嚴重，阻航現(xiàn)象時有發(fā)生，部分水系的防洪能力受到嚴重削弱，如何清除淤積在河床底部的大量泥沙也是急需解決的問題。
　　針對上述情況，本文提出了利用氣舉技術來進行河道疏浚和深海采礦的設想，并在實驗室內(nèi)建立了小型氣舉提升系統(tǒng)，對粒徑范圍為

2、1(∏)3mm，密度為32050kg/m的普通河沙進行提升，研究各參數(shù)對氣舉提升性能的影響。
　　首先，本文介紹了氣舉的工作原理，對管道阻力損失和氣舉提升效率的影響因素進行了分類，逐步分析了各種影響因素的產(chǎn)生方式和計算方法。同時，筆者對氣舉裝置的相關截面運用伯努利方程、動量方程和能量方程推導出氣舉裝置的阻力損失模型和舉升效率模型。
　　其次，在前人的實踐基礎上，結(jié)合實驗室具體情況，筆者進行了氣舉提升裝置系統(tǒng)的研制，重點對氣體

3、噴射裝置和測試裝置做了創(chuàng)新性設計，并成功地參與了整套實驗設備的加工工作。結(jié)果表明，筆者所設計的實驗系統(tǒng)提升效果明顯，測試方便，符合預期設想。
　　最后，本文通過實驗研究了參變量（主要包括浸入率、氣流量、進氣方式、水射流噴嘴的變化以及吸口與沙層的距離）對氣舉提升性能（包括排沙量、排水量、固體顆粒濃度和舉升效率）的影響，通過大量的實驗數(shù)據(jù)得出了多種提升方案下氣舉的工作特性。從實驗結(jié)果可以看出，氣舉結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對氣舉提升性能有顯著影響