技术应用
粒度对浆体管道输送稳定性的影响
2015-05-25 08:13  
  第24卷增刊辽宁工程技术大学学报年丛些生一丝座匕一一一一一一2塑塑些丝鲤些坚卫些业丝旦业鲤增刊一粒度对浆体管道输送稳定性的影响王秀兰,许振良辽宁工程技术大学资源与环境工程学院,辽宁阜新针对长距离浆体管道输送过程中存在着输送稳定性的问题,分析了管道愉送的主要影响因素,运用实验的方法论述了颖粒级配对浆体愉送稳定性的影响。

  结果表明管道输送选用的颖粒级配是否合理是非常关键的。

  它的优化将影响一系列管道输送参数,优化浆体的粒度组合,可减小粗颗粒的沉降速度,以制止其分选沉降,从而提高浆体的翰送稳定性。

  因此,选用合理的颖粒级配作为浆体的翰送粒级是可行的,也是安全可靠的。

  粒度管道输送稳定性中图分类号叭魄R.泊乡川12引吠冷,胡时田们。e而一刃。e引言尸一众随着工业的发展,固体物料的管道输送变得越来越来普遍。

  我国是一个产煤大国,管道输煤必然会成为煤炭输送的一个趋势。

  工业浆体管道输送大部分属非均质流,浆体的固体颗粒组成范围很大,当中含有的细颗粒对浆体的流动性影响很重要。

  同时,为节约输送能耗和水资源,浆体输送管道要求提高输送浓度,浓度提高到一定程度以后,颗粒的级配组成将对管道阻力和临界流速产生较大的影响。

  因此,对颗粒级配组成的研究就显得非常重要。

  颗粒级配颗粒级配反映了群体颗粒的大小分布,常用粒径频率分布曲线来表示一王秀兰体女,山西大同人,硕士研究生。

  式中,尸一刁于某粒径的重量百分数一某级粒径大小如一某级粒径在总重量中所占百分比。

  工程上为方便计算,常用下列参数来描述颗粒群的性质中值粒径即级配曲线中较之为小的粒径,以魂。

  表示之平均粒径即以重量比加权的平均的粒径,按万工如计算,河流泥沙及人工破碎的固体物料的平均粒径,往往大于中值粒径,一般平均粒径与一丸相当。

  显然,上述参数不能反映颗粒群的特性,即相同中值粒径或平均粒径的两组颗粒群,其大小分布可能差别很大,因而其输送特性也有很大的差别,因此常常又补充一些参数表达颗粒分布的不均匀程度。

  常用的有辽宁工程技术大学学报第卷分选系数用擂表示偏度系数用二矗表示。

  在工业浆体管道运输中,出于对输送安全与经济角度这两方面的考虑,对固体颗粒的控制性指标更重要的是上限粒径及颗粒群的细颗粒含量。

  一般浆体管道颗粒上限粒径的允许范围与颗粒比重大小有关,比重大的,上限粒径下降。

  影响管道输送的主要因素浆体的悬液粘性是影响管道输送的主要因素,它反映浆体流动性的好坏。

  从表达式声卜。

  二二扣二一二七可以看出,它不仅与悬液固体质声。

  戈量分数有关,还与其极限浓度有关,而极限浓度是用来反映颗粒组成特性的。

  要满足输送过程中浆体有较高的稳定性,还得考虑固体颗粒的组成,粒级组成是矿浆性质的重要影响因素。

  当悬液中有一定细颗粒时提高浆体的输送浓度,粗颗粒的沉降速度就可以减小,从而抑制其沉降分选,增加管道输送的稳定性,但是,随着输送浓度的提高,浆体粘性也会迅速提高,当达到一定浓度值后,浆体的流态就会发生变化,从紊流进入层流,导致阻力系数增加。

  因此,在提高输送浓度的同时,还要调整浆体的粒度组成。

  因此,要同时满足长距离管道输送中对浆体的两个要求,一是较高稳定性,二是较好的流动性,合理的粒度组成是非常关键的。

  它的优化将影响一系列管道输送参数,是一个综合的技术经济问题。

  粒度对管道输送稳定性的影响一般地说,浆体的稳定性是指它阻止其中的固体颗粒沉降的能力。

  但是,用定量的方法很难把它表示出来,因此,常把受到重力外的其他外力作用而不产生很难重新散开的硬沉淀的浆体称为稳定性好的浆体。

  浆体的粘性对管道输送有重要的作用。

  粘性越高,浆体的稳定性越好,不易分选,这样的话,浆体的流动性就差,粘滞阻力也较大反之,易流动,但稳定性差浆体粘性本身不仅取决于固体浓度,还与颗粒的级配有密切关系。

  等曾以上限粒径为19的粗粒煤进行高质量浓度输送实验研究。

  取二一的粗煤作输送体,以的煤再磨碎作载体与粗粒煤混合进行试验,煤样和载体以不同比例混合,然后按不同浓度制成煤浆检测沉淀特性。

  实验证实,浓度为的混合煤浆,粗煤粒占载体占是试验用煤的*佳稳定流混合体,静态沉淀没有出现分选沉淀现象。

  浆体的稳定性好,就不易分选。

  可见,合理的粒度组成对浆体性质的影响很大。

  现以费祥俊试验结果为例,图是两种煤样的颗粒级配曲线和在管径环管上试验结果的水力坡度与流速关系曲线。

  实验结果表明粒度较粗的煤样质量浓度达到二仍保持紊流流态,而且其水力坡度低于相同流速下质量浓度为时粒度较细的煤样同样煤样在料时水力坡度也低于相同流速下煤样在时的水力坡度。

  这说明煤样的粒度组成更合理,更宜于管道输送。

  件竺一卜级配一卜一卜一一止三图两种煤样的颗粒级配曲线级配的叨(二城。

  C二O冲图环管试验的水力坡度与速度的关系曲线文献曾对四种不同粒级铁精矿浆体进行沉降特性试验。

  从原矿的试验矿样中取出等量的四增刊王秀兰等拉度对装体管道输送稳定性的影响份,一份为原矿样,另三份分别再磨成不同粒级的细化矿样原粒级铁精矿经管道输送参数试验后再磨成优化粒级矿样。

  五种粒级铁精矿的粒度组成见表原粒级铁精矿和再磨后细化的三种粒级铁精矿浆体的沉降特性实验结果见表铁精矿粒级组成介如妞加肚铁精矿表沉降特性试验结果翻砚加比沉降速度二户C亩二户原粒级l.细化2‘细化3.细化优化粒级整筛下百分数沙,二删硬叉况)力加权平均尹中值八原粒径坳化细化坳化优化粒级注表中氏为质量分数。

  结论一印一管道输送要实现安全经济这样两个目标,从安全的角度出发,就要充分考虑输送浆体的稳定性。

  要选用合理的颗粒级配,优化其粒度组合,尽量减小粗颗粒的沉降速度,以制止其分选沉降,从而提高浆体的输送稳定性。

  参考文献费祥俊。

  浆体与粒状物料输送水利学北京清华大学出版社,王绍周。

  粒状物料的浆体管道输送附].北京海洋出版社,l费祥俊。

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  水力采煤与管道运输,一吴湘福。

  铁精矿浆体特性和输送粒级优化的实验研究二届中日浆体输送论文技术交流会论文集合订本高泉。

  桂林中国有色金属学会采矿专业委员会,一肠几叫从表中可以看出,同一粒级铁精矿浆体的沉降速度随浓度的增高而减小,而在同一浓度条件下,随着颗粒级配中一目含量的增加,粒级变细,沉降速度也减小了。

  沉降速度越小,浆体就越不易分选沉淀,它的稳定性也就越好,也就说明该组合更合理。

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