《以細顆粒漿液為載體的固液兩相流管道輸送研究》是依託清華大學，由韓文亮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：以細顆粒漿液為載體的固液兩相流管道輸送研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：韓文亮
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
固液兩相流可以分為均質流、偽均質流、非均質流，非均質流又分為以水為載體和以細顆粒漿液（基本不沉）為載體的兩相流。本項目主要研究後一種，以細顆粒漿液為載體的兩相流的特性及對管道輸送參數的影響。.只所以形成這種固液兩相流，主要與固液兩相流中所含的固體粒狀物料有關。而兩相流均質流所含都是難沉的細顆粒，偽均質流主要含有細顆粒也有少量中粗顆粒，以細顆粒漿液為載體的非均質流，即含有大量細顆粒，也含有一定數量的粗顆粒，最典型的是斷開級配，即有大量細顆粒，又含有一定量粗顆粒，而不含中間顆粒的固液兩相流。這種兩相流其流變特性，沉降特性都不同於均質流或偽均質流。另外，在管道輸送過程顆粒運動規律，其輸送參數：阻力損失，輸送臨界流速，甚至事故停泵再起動的過渡過程，由於粗顆粒下沉不同於一般固液兩相流。本項目主要針對以上問題開展實驗研究。得到細、粗顆粒不同含量等因素對固液兩相流特性及管道輸送特性的影響。
結題摘要
目前固、液兩相流管道輸送，固體粒狀物料顆粒組成是影響管道輸送參數的關鍵。固液兩相流中細的固體顆粒在水中互相吸附很容易形成結構，形成與水不同的新流體（slurry），這種流體粘度大，可以抑制紊動起到減阻作用。另外，粗顆粒在漿體中沉速變小，使其臨界不淤流速也小。2011年正設計建設一條從榆林到渭南743公里長，年運量1000萬噸的輸煤管線。基於以上原因申請基金進行了研究。 實驗研究的物料有煤、泥沙、礦砂三種。礦砂無論精礦粉還是尾礦砂，其顆粒組成都是選礦工藝決定的。泥沙特別江河中的泥沙都是天然的，不可能為了管道輸送進行重新磨製及製漿。只有管道輸煤，為了更安全、經濟的輸送，把塊煤破碎磨製成煤漿進行輸送，因此，輸煤管道的製漿及級配最佳化成為輸煤系統關鍵技術之一。 為此，針對輸煤管道煤漿顆粒組成及製漿進行大量實驗研究，細顆粒含量對煤漿穩定性影響，細顆粒含量對煤漿流變特性影響，煤漿級配對管道輸送參數：阻力損失及臨界不淤流速的影響進行大量試驗研究，得出了比重為1.4的煤，輸送濃度50-55%的最佳化參數。給輸煤管道煤的棒磨及製漿最佳化提出衡量標準：管道輸送的煤漿最大顆粒不大於1.2mm，-325目即小於0.0445mm細顆粒含量在20—25%左右。從煤漿的流變特性衡量，一般為賓漢體，屈服應力τ0=3—6Pa，剛度係數η=25—60mPaS。在製漿過程中，要求製漿過程一小時取樣一次分析顆粒組成，4小時取樣進行煤漿流變特性分析。這樣就保證了首站進入輸煤管道的煤漿質量，保證743公里長的輸煤管線的安全。另外，針對煤漿的最佳化級配，開發了輸煤管道參數計算模型。 在黃河輸沙管道中，黃河沙懸沙一般中值粒徑d50=0.022-0.025mm，河床淤積沙比懸沙稍粗，一般中值粒徑d50=0.025-0.027mm。但黃河幾千公里，上中下游不同河段有一定差別。特別淤積物，就是同一斷面也差別很大，管道輸沙為了適應不同泥沙輸送，進行了不同級配泥漿特性研究。 尾礦由於與泥沙類似試驗研究稍少。
