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1、第1期#设计与研究#1浆体的物理特性与管道输送流速费祥俊清华大学水电系北京市100084=摘要>浆体管道的输送流速直接影响管道运输的安全与经济。以往由于没有把浆体的物理特性(即固体颗粒组成及浆体粘性)作为一个影响管道输送参数的重要因素来考虑,所以迄今为止,很多管道不淤流速公式未能摆脱纯经验性质而缺乏普遍的实用意义。本文通过分析及大量试验资料验证,系统研究了影响管道不淤流速的各项因素及浆体粘性的明显作用,因而阐明了一定条件下浆体浓度的提高,有利于降低管道输送流速,从而可以进一步提高管道输送浆体的综合效益。关键词:浆体管道粘
2、性不淤流速固体浓度ThePhysicalPropertyofSlurryanditsVelocityofPipelineTransportationFeiXiangjunTsinghuaUniversity,Beijing100084Abstract:Thevelocityofslurryinpipeeffecttheeconomyandsafetyoftransportation.Inrecentyearsmanyformulasofnonsettlingvelocityforslurryweredevelopedwi
3、thoutconsideringthecharacteristicofslurryasanimportantparameter,hencetheapplicationoftheseformulasislimited.Inthispaperbasedonthetheoryofsuspensionrheologyandbyusingagreatamountofex-perimentalmaterial,anewexpressionofnonsettlingvelocityisdeveloped.theinfluenceofs
4、lurryviscosity,solidconcentrationandthediameterofpipeonthenonsettlingvelocityisanalysedindetail.Theresultsofstudyindicatethatinagivenconditionthein-crementofsolidconcentrationandslurrywillbringtodecreasethecritcalvelocityinpipe.andItisfavourabletoincreasethecom-p
5、rehensiveefficiencyofslurrytransportbypipeline.KeyWords:SlurryPipelin,Viscosity,NonsettlingVelocity,SolidConcentration成以上原因是多方面的,其中对输送参数缺少研究是重1引言要原因。浆体管道输送以其经济效益高于传统的运输方式,2浆体在管道中的流动状态与临界流速70年代开始已应用于燃料(煤)及原材料(精矿、建材等)的远距离输送。此外各类选矿厂的尾矿,电厂粉煤灰等工业浆体管道绝大部分属于非均质流输送,即垂向工业
6、固体废料以及河道的泥沙清淤,采用管道输送也以固体浓度分布存在一定梯度,管道输送最重要的参数是其工艺较简单,符合环保要求,在我国早已普遍应用。/不淤流速0,浆体由固体颗粒与水组成,输送流速太低,但这类浆体管道一般距离较短,对输送工艺参数的选择固体颗粒将分选沉降,以致堵塞管道,输送流速过高,虽不够重视因而输送能耗及水耗较大,其效益明显偏低,可使颗粒充分悬浮,但将使一定管径的阻力随流速的平据我国20个较大选矿厂1983年统计,管道输送尾矿总方成比例而上升,图1所示为一定管道内径下不同粒径量4300万吨,输送的重量比浆体平均浓度
7、14.2%,每吨d,按流速U而区分的几个流区。33干矿输送耗水量达6m,而国外一般为1m,输送能耗也在(1)区内,由于流速太低,固体颗粒沉在管底,基远大于国外。这对资源相对缺乏的我国,不能不说是一本不动,实线表示的是颗粒起动流速与粒径的关系。在种浪费。近年来情况有所改善,但仍然存在很大差距,(2)区内流速较高,颗粒开始运动。因为水流脉动的随更突出的问题是设备及管壁的磨损十分严重,这不仅增机性,即使是均匀颗粒,也有不同的运动状态,即一部分加运行费用,还会影响正常生产及对环境的污染,至于颗粒沿管道底部作推移运动,一部分颗粒在
8、管道河道清淤的管道输送,其工艺更加粗放,效益也更低,造中悬起作悬移运动,图中虚线表示的是绝大部分颗粒2管道技术与设备2000年浓度较低,固体颗粒较粗条件下试验得出的,CD值变幅很小,因此式(3)不淤流速公式也不适用固体浓度较高、颗粒很不均匀的近代工业浆体管道。如何能反映不同粗细颗粒组成对不淤流速的影响,克罗诺兹把非均
