基于流固耦合的倾斜管道浮游界限速度研究

作者：赵利安; 王铁力; 霍丙杰流固耦合浮游界限速度浆体管道旋涡倾斜管道

摘要：为研究倾斜管道煤浆浮游界限速度以及浮游界限速度影响因素,通过理论分析,给出含有管道倾角和浓度因子的沉降速度表达式.在有关流固耦合研究的基础上,通过研究固体颗粒悬浮的旋涡能量与固体颗粒悬浮所需的总能量平衡关系,给出了倾斜浆体管道煤浆浮游界限速度的计算模型.通过实验研究法,对平均粒径分别为2.2 mm、2.7 mm和3.1 mm,体积浓度为3%~18%的窄级配煤浆体在直径为25 mm,30 mm和50 mm的水平及倾斜管道的流动情况进行研究,得到82组不同煤种、体积浓度、管道内经及角度的浮游界限速度数据.研究结果表明:模型与实测数据最大偏差不超过16%,煤浆浮游界限速度与煤浆体积浓度、管道直径和颗粒粒径正相关,与管道倾角负相关.模型与其他同类公式对比分析表明,所提出的计算模型能够较为准确地预测实验条件下倾斜及水平管道煤浆浮游界限速度.

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