粗颗粒在复杂管道输送过程中运动状态及阻力变化规律研究

摘要

固体颗粒物料管道水力输送技术在国内外许多工程领域中得到广泛的应用，越来越多的工程中由于脱水和破碎等原因而不得不采用粗颗粒输送。但是，关于粗颗粒在管道中运动机理的研究目前尚不充分，对生产安全造成不利影响。因此，研究复杂输送条件下粗颗粒运动机理具有重要意义。
　　本文利用复杂管道水力输送系统，对不同粒径的粗颗粒在复杂形态管道中运动形态和阻力特性，进行了试验研究。研究结果表明:
　　1、不同流速条件下，颗粒运动呈现不同形态。随着混合物平均流速增大，粗颗粒在管道输送过程中逐渐出现滚动推移、滑动推移和悬移等现象。
　　2、在运动状态定量判断标准确定以前，可藉由图解法来求解临界速度。
　　3、阻力损失与平均速度、体积浓度、密度等呈正相关，而与颗粒粒径、管道内径等呈负相关。试验结果与相关文献结果相吻合。
　　4、当流向与水平面间的夹角为正时，阻力损失随着管道角度的增大而增加;而当流向与水平面的夹角为负时，阻力损失随着管道角度增加而减小。且相同角度下阻力损失因角度的正负而呈对称关系。
　　5、本文通过对比分析，建立了不同角度下阻力损失计算公式。利用该式，可以预测不同角度下管道输送的阻力损失。