不同颗粒物料管道水力输送不淤临界流速的确定

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1、第34卷第1期矿冶工程Vo1．34№12014年02月MININGANDMETALLURGICALENG眦ERⅡGFebinary2014不同颗粒物料管道水力输送不淤临界流速的确定①秦德庆，曹斌，夏建新(中央民族大学生命与环境科学学院，北京100081)摘要：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。关键词：不淤

2、临界流速；粒径；管道水力输送中图分类号：0359文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2014．01．003文章编号：0253-6099(2014)01-0009-03StudyonNon-depositingVelocityofDifferentParticleMaterialsinPipelinebyHydraulicTransp0rtati0nQINDe—qing，CAOBin，XIAJian—xin(CollegeofLifeandEnvironmentalSciences，

3、MinzuUniversityofChina，Beijing，100081，China)Abstract：Basedontheoreticalanalysisandcomparison，anewexpressionofnon—depositingcriticalvelocitywasproposedandhasbeenverifiedwiththosepublishedexperimentaldatabycomparisonwithotherexistingformulas．Itisfoundthatthenewfo

4、rmulacanbeusedforpredictingnon—depositingcriticalvelocitywithanaverageerrorlessthan15％．Keywords：non—depositingcriticalvelocity；particlesize；hydraulicpipelinetransportation随着我国工业的快速发展，矿石和煤炭等社会经1不淤临界流速影响因素分析济发展的基础性物质资源的开发力度越来越大，迫切需要将这些资源从偏远的矿山输送到冶炼厂或电厂。颗粒在管道中输送时的

5、运动状态和输送流速与受利用管道水力输送这些固体物料具有经济、高效、环保力条件密切相关。当流速超过不淤临界流速，颗粒可等无可比拟的优点_1J。在进行管道水力输送系统设以保持连续输送，维持悬浮或推移状态；当流速低于不计时，不淤临界流速的确定是一个难点。不淤临界流淤临界流速时，固体颗粒保持静止或断续运动状态。速是确保物料在管道中不会沉积、可以安全运行的经颗粒在水平管道中运动时，垂直方向上受到重力和浮济速度。近年来，由于输送物料组成、物料大小等越来力作用。颗粒密度越大，粒径越大，越容易下沉淤积，越复杂，对浆体管道输送系统的运

6、行参数提出了更高需要越大的输送流速，颗粒的不淤临界流速与其在浆的要求，如何确保输送系统安全，同时节省能源，必须体中的沉降速度呈正相关。单颗粒在静水中的沉降速合理的确定不淤临界流速。度W可用下式计算：众多学者均对不淤临界流速进行了研究，也基于。。：～／4lgd(s一一11))各自的试验物料得到了不同的不淤临界流速计算公．，。式。但这些计算公式结构形式和涉及的参数均有颗粒在一定浓度浆体中的沉降速度不同于在纯介较大差别，至今没有统一的公式，给管道输送系统设计质中的沉降速度，与固体颗粒的浓度呈负相关，其颗粒造成很大困难。本文

7、基于理论分析，结合已有的研究沉速W可用下式计算：成果，通过比较拟合，以期提出一个适用不同物料的不W=W0(1一C)·(2)淤临界流速的计算公式。从上面分析可以看出，不淤临界流速V与固体颗①收稿日期：2013-09—23基金项目：国家自然科学基金项目(51179213，51339008)；国家自然科学基金青年基金项目(51209238)作者简介：秦德庆(1984-)，男，江苏人，硕士研究生，主要研究方向为固液两相流。10矿冶工程第34卷粒浓度C颗粒阻力系数、固体颗粒密度P与介质2不淤临界流速公式分析密度p(s=p／p)

8、、颗粒粒径d等因素密切相关。利用量纲分析原理，引入重力加速度g和管道直径D两个由于不同学者在各自条件下所得的不淤临界流速参数，可以得到下式：公式的结构形式和参数相差较大，由此得出的不淤临界流速也相差较大，对工程应用造成不便。下面对现一．-drfc，．__，三-’rCD—)l(f3)l~／gD(s一1D有的具有代表性的公式进行分析比较，见表1。表