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《清华大学》 2005年
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粗颗粒垂直管水力提升速度与浓度的实验研究

姜龙  
【摘要】:粗颗粒垂直管水力提升是在深海采矿、水力采煤、封闭采矿、河湖清淤中经常遇到的问题。对于固液两相流管道输送,过去的研究局限于水平管伪均质流输送方面,垂直管粗颗粒则研究较少。由于粗颗粒与流体间的滑移速度显著,垂直管中的粗颗粒固液两相流的性质不同于水平管伪均质流。 在设计垂直管水力提升系统时,提升速度是首先回答的问题。为此,本实验研究中首先进行了粗颗粒在静水中的沉降实验。通过实验数据拟合得到粗颗粒沉速公式,并同Stokes公式比较。结果表明形状系数对粗颗粒沉降速度有明显影响。其次,进行了粗颗粒浮游速度的实验研究。考虑到管道断面流速分布的不均匀性,论证了粗颗粒浮游速度普遍小于沉降速度的原因。然后,在前述两项实验的基础上,分析粗颗粒提升运动的临界状态,并综合考虑颗粒密度、颗粒粒径、颗粒形状、颗粒浓度、颗粒级配等因素对于临界提升速度的影响,推导了临界提升速度的半经验公式。最后,通过垂直管临界淤堵实验,对公式进行了率定,并通过与他人实验结果的比较初步验证了公式的合理性。 在垂直管水力提升过程中,颗粒不仅受垂直方向的力,而且还受径向力的作用,使固体颗粒向上运动的同时,有向管道中心运动的趋势。本文通过实验考察了垂直管水力提升粗颗粒浓度径向分布的特点,并利用扩散方程推导了粗颗粒浓度分布的计算公式。另外,本研究还分析了颗粒群体滑移速度与提升速度的关系,纠正了颗粒群的滑移速度等于颗粒群的沉降速度,输送浓度一定小于当地浓度的认识,认为输送浓度、当地浓度与提升速度有关。 本研究中推导的临界提升速度公式较为全面地考虑了颗粒提升速度的影响因素,具有较为明确的物理意义,同现有实验资料的符合较好,因而对工程实践有较好的参考价值。但是限于实验条件的限制,临界提升速度公式和颗粒浓度分布公式还有待进一步验证。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TV142

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李鹏程;粗颗粒垂直管水力提升规律研究[D];清华大学;2007年
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1 胡东;气举提升装置的理论分析和实验研究[D];湖南工业大学;2007年
【参考文献】
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1 丁玉龙,苍大强,杨天钧;稀相气固两相垂直管流内的固相浓度和粘度[J];北京科技大学学报;1994年01期
2 申焱华,毛纪陵,凌胜;垂直管道固液两相流的最小提升水流速度[J];北京科技大学学报;1999年06期
3 王维,李佑楚;颗粒流体两相流模型研究进展[J];化学进展;2000年02期
4 夏建新,倪晋仁,黄家桢;粗颗粒物料在垂直管流中的滞留效应[J];矿冶工程;2002年03期
5 刘大有,路展民;竖置管流中液固两相脉动特性和颗粒浓度分布[J];力学学报;2000年05期
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1 李蘅;深海采矿水力提升系统粗颗粒运动规律模拟研究[D];清华大学;2003年
【共引文献】
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1 张文兵;;卷烟厂风力输送系统参数的选择与计算[J];北京工业职业技术学院学报;2005年04期
2 杨先祥,徐兴建,宇传华,潘庆燊,张威,熊正安;钉螺和螺卵静水沉降及运动方式的实验研究[J];动物学杂志;1994年06期
3 徐兴建,杨先祥,刘建兵,李小平,张威,熊正安;钉螺静水沉降试验及其沉速公式的建立[J];动物学杂志;1997年06期
4 马蔼乃;遥感信息模型与地理数学[J];北京大学学报(自然科学版);2001年04期
5 林官明,叶文虎;防风网泄流区湍流的子波分析[J];北京大学学报(自然科学版);2003年05期
6 蔡旭晖,陈家宜;沙尘重粒子在对流边界层中的扩散模拟[J];北京大学学报(自然科学版);2004年06期
7 夏德宏,徐文利,王世均;水煤浆输送管道磨损过程的解析[J];北京科技大学学报;1992年01期
8 申焱华,毛纪陵,凌胜;垂直管道固液两相流的最小提升水流速度[J];北京科技大学学报;1999年06期
9 丁玉龙,苍大强,杨天钧;稀相气固两相垂直管流内的固相浓度和粘度[J];北京科技大学学报;1994年01期
10 金龙哲,蒋仲安,靳瑞英,范文斌,王世英;隔尘帘捕尘方法的研制[J];北京科技大学学报;1998年06期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 孙萍;刘大志;;水隔离浆体泵技术应用发展回顾与前瞻[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
2 魏伟胜;纪晔;徐建;鲍晓军;;喷动床放大规律[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
3 江恩惠;赵连军;韦直林;;黄河下游洪峰增值机理及数值模拟研究[A];中国水利学会2005学术年会论文集——水旱灾害风险管理[C];2005年
4 周杰;吴时强;韩昌海;吴修锋;;山区小水库泥沙淤积特性分析[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
5 应强;张幸农;陈长英;张思和;;断波作用下块体失稳探讨[A];2007重大水利水电科技前沿院士论坛暨首届中国水利博士论坛论文集[C];2007年
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1 孙西欢;水平轴圆管螺旋流水力特性及固粒悬浮机理试验研究[D];西安理工大学;2000年
2 王新宏;冲积河道纵向冲淤和横向变形数值模拟研究及应用[D];西安理工大学;2000年
3 傅磊;散料的流动性及其在弯管中气力输送的研究[D];大连理工大学;2000年
4 陈德明;泥石流与主河水流交汇机理及其河床响应特征[D];中国水利水电科学研究院;2000年
5 张春生;冲积体系及三角洲物理模拟研究[D];成都理工学院;2001年
6 赵昀;神经网络在多相流参数检测中的应用[D];浙江大学;2001年
7 张力;旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D];重庆大学;2001年
8 黄细彬;高速含沙掺气水流及磨蚀机理的研究[D];河海大学;2001年
9 彭清娥;坡面产流产沙神经网络模型与流域产沙系统动力学模型研究[D];四川大学;2001年
10 张红武;黄河下游洪水模型相似律的研究[D];清华大学;1995年
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1 赵爱娃;冷气体动力学喷涂制备功能涂层射流场数值研究[D];大连理工大学;2005年
2 马霞;气泡羽流的数值模拟研究[D];西安理工大学;2000年
3 李文曲;旋流闪急干燥器传热性能及最佳匹配参数研究[D];天津轻工业学院;2000年
4 牧振伟;内陆性金沙河流非恒定一维和平面二维水沙运动数值模拟[D];新疆农业大学;2000年
5 任永强;循环流化床气固两相流动力特性的三维数值模拟[D];华北电力大学;2000年
6 张秋明;电磁搅拌法制备铝/电气石复合材料的研究[D];大连理工大学;2001年
7 易翱;鸭绿江河口水流泥沙分析研究[D];大连理工大学;2001年
8 范文波;坡耕地土壤结皮的成因及其作用研究[D];西北农林科技大学;2001年
9 和彦杰;斜板沉降器固液两相流数值模拟及分离性能研究[D];四川大学;2001年
10 李铭;电站锅炉燃烧状态监测及分析预报[D];华北电力大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 申焱华,毛纪陵,凌胜;垂直管道固液两相流的最小提升水流速度[J];北京科技大学学报;1999年06期
2 申焱华,张文明,石博强;深海采矿扬矿硬管弹性体建模分析[J];北京科技大学学报;2002年04期
3 廖振方,陈德淑,邓晓刚,李军,杨昌林,王红霞,赵建新;三峡库区疏浚及清淤用机电一体化成套气举装置[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年03期
4 郭小刚,张立人,金星,肖曙曦;深海采矿流-固耦合软管系统的非线性动力学模型[J];工程力学;2000年03期
5 樊建人,姚军,张新育,岑可法;气固两相流中颗粒-颗粒随机碰撞新模型[J];工程热物理学报;2001年05期
6 贺铸,柳朝晖,郑楚光;三维均匀各向同性两相湍流的直接模拟[J];工程热物理学报;2003年04期
7 赵立娟,倪福生;管道固—液两相流研究的意义、内容和方法[J];管道技术与设备;2003年01期
8 李靖华,郭耀煌;主成分分析用于多指标评价的方法研究——主成分评价[J];管理工程学报;2002年01期
9 李艳双,曾珍香,张闽,于树江;主成分分析法在多指标综合评价方法中的应用[J];河北工业大学学报;1999年01期
10 王世忠;王茹;;三维管道固液耦合振动分析[J];哈尔滨工业大学学报;1992年04期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 禹明忠;PTV技术和颗粒三维运动规律的研究[D];清华大学;2002年
2 徐海良;单泵与储料罐组合的深海采矿软管输送系统研究[D];中南大学;2004年
3 王永辉;流体与结构相耦合系统的有限元法研究[D];清华大学;1990年
4 张希;无网格局部彼得洛夫伽辽金法在大变形问题中的应用[D];清华大学;2006年
5 刘永兵;环管反应器中液固两相传递特性的研究[D];浙江大学;2006年
6 吴学成;多相流颗粒运动特性的激光测试技术研究[D];浙江大学;2007年
7 李鹏程;粗颗粒垂直管水力提升规律研究[D];清华大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐立伟;三相流管道输送技术研究[D];武汉理工大学;2002年
2 汤勃;三相流管道输送加气减阻与助送技术研究[D];武汉理工大学;2002年
3 刘永辉;气举系统效率评价方法研究[D];西南石油学院;2002年
4 李蘅;深海采矿水力提升系统粗颗粒运动规律模拟研究[D];清华大学;2003年
5 梁宏;起伏管路二相弹状流流动特性研究[D];天津大学;2003年
6 张鹏;基于主成分分析的综合评价研究[D];南京理工大学;2004年
7 邓祥吉;管道输沙阻力特性研究[D];河海大学;2005年
8 孙海英;水平管道两相流模型与试验研究[D];大庆石油学院;2005年
9 党民;水平和倾斜管道中气液两相流流型的在线识别及数据采集研究[D];西南石油学院;2004年
10 王秀兰;垂直管道大径固体颗粒水力提升摩阻损失的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 申焱华,毛纪陵,凌胜;垂直管道固液两相流的最小提升水流速度[J];北京科技大学学报;1999年06期
2 郭小刚,张立人,金星,肖曙曦;深海采矿流-固耦合软管系统的非线性动力学模型[J];工程力学;2000年03期
3 王维,李佑楚;颗粒流体两相流模型研究进展[J];化学进展;2000年02期
4 简曲,何永森,王明和,李宝元,纪峥;大洋采矿输送软管动力特性的数值研究[J];海洋工程;2001年01期
5 韦有双,王飞,冯允成;虚拟现实与系统仿真[J];计算机仿真;1999年02期
6 夏建新,倪晋仁,黄家桢;粗颗粒物料在垂直管流中的滞留效应[J];矿冶工程;2002年03期
7 刘大有,王柏懿;推导悬浮体二相流基本方程的一种新方法[J];力学学报;1992年01期
8 黄社华,李炜,程良骏;任意流场中稀疏颗粒运动方程的数值解法及其应用[J];水动力学研究与进展A辑;1999年01期
9 侯慧芬;海洋锰结核的综合利用[J];上海有色金属;1999年03期
10 黄社华,李炜,程良骏;任意流场中稀疏颗粒运动方程及其性质[J];应用数学和力学;2000年03期
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1 马银亮;高浓度气固两相流的数值模拟研究[D];浙江大学;2001年
【相似文献】
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1 朱文庆,高军,樊增禄;载气强化热虹吸垂直管传热研究[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2004年03期
2 冯连昌;;谈黄土中粗颗粒的形状[J];水文地质工程地质;1958年04期
3 亓曾笃,周军学,卢孝龙,曹振骏,杨正泉;粗颗粒金刚石研制工作的新进展[J];人工晶体学报;1982年Z1期
4 戴继岚;钱宁;;粒径分布和细颗粒含量对两相管流水力特性的影响[J];泥沙研究;1982年01期
5 张世奇;粗颗粒浑水流变特性[J];水利学报;1990年11期
6 孙素艳,滕守和,王砚良;垂直管内油水两相流动数学模型[J];大庆石油学院学报;1996年03期
7 姜龙;李鹏程;田龙;韩文亮;;垂直管水力提升临界淤堵流速的实验[J];有色金属;2006年01期
8 赵利安;许振良;;水平管道中粗颗粒浆体摩阻损失的研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2007年01期
9 刘明月,刘木林;GDY—1型光电颗粒分析仪测定粗颗粒泥沙级配的方法试验[J];水文;1991年02期
10 王兆印,钱宁;粗颗粒高含沙两相紊流运动规律的实验研究[J];中国科学A辑;1984年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 毛雯萍;孙靖瑜;陆震;曹卫华;李大庆;;垂直管外降膜吸收的理论及实验研究[A];第九届全国冷水机组与热泵技术学术会议论文集[C];1999年
2 卢世杰;曹亮;杨丽君;卢刚;;国内外粗颗粒浮选机应用现状[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
3 黄明;陈松林;周玉琪;汤业朋;;粗颗粒TATB的合成与性能[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
4 毛雯萍;孙靖瑜;陆震;曹卫华;李大庆;;垂直管外降膜吸收的理论及实验研究[A];上海市制冷学会一九九七年学术年会论文集[C];1997年
5 孟召来;李广艳;王玉春;;固体废弃物再利用的研究与应用[A];山东金属学会2005炼钢学术交流会论文集[C];2005年
6 沈政昌;张建一;杨丽君;孟丽;;泡沫分选技术现状[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
7 杨冰;杨军;常在;;土石混合体结构性的二维颗粒力学研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
8 刘雪冬;刘彦华;王和平;;粗颗粒分离装置在转炉除尘水系统中的应用[A];第五届全国水处理化学品行业年会论文集[C];2009年
9 陈东;杨丽君;赖茂河;张跃军;;冶炼炉渣及粗颗粒浮选机的工业试验及应用研究[A];复杂难处理矿石选矿技术——全国选矿学术会议论文集[C];2009年
10 李志强;周宗辉;唐正彦;;水泥细度对砂浆自愈合能力的影响[A];中国硅酸盐学会水泥分会首届学术年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 白茂槐 通讯员 黄集华;中冶东方“粗颗粒分离装置”成果通过验收[N];中国冶金报;2008年
2 土地总是是中国社会经济中最重要和复杂的问题之一 “囤积居奇”现象已经向我们发出了“危险信号” 要为子孙后代保住吃饭之本 实施土地新政为治本;为何实行土地垂直管理体制?[N];广东建设报;2004年
3 山东省东平县畜牧局 新城;笼养蛋鸡出现疲劳症咋办[N];河北农民报;2007年
4 记者 李天密;南阳“中南公司”填补技术空白[N];河南日报;2006年
5 严自华;云南公路三级垂直管养[N];中国交通报;2010年
6 朱晓辉;减少骨瓷斑点缺陷的研究[N];广东建设报;2006年
7 ;SOA促进BI灵活应变[N];网络世界;2008年
8 郭庆婧;台湾清华大学教授翁晓玲:分步建立融合管制架构[N];人民邮电;2010年
9 戴永利;笼养蛋鸡疲劳症的发生及防治[N];中国畜牧兽医报;2006年
10 记者 张华君 郑兴华 王晖 郭海方 乔跟平 通讯员 刘晔 罗新建 常顺卿 实习生 甘泉;抓住机遇扩内需 坚定信心保增长[N];河南日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李鹏程;粗颗粒垂直管水力提升规律研究[D];清华大学;2007年
2 杨阿三;多股气—固多相流在流化床中的混合研究[D];浙江大学;1995年
3 江津河;多级多尺度散式流态化精密分级塔的研究[D];青岛科技大学;2008年
4 张克旗;青藏高原北缘若干断裂(带)古地震事件释光测年及年代学研究[D];中国地震局地质研究所;2008年
5 李启泉;粗颗粒高品级人造金刚石合成工艺研究及在地质工程中的应用[D];中南大学;2008年
6 聂福德;氟聚合物/TATB基PBX的界面结构[D];复旦大学;2006年
7 姬亚芹;城市空气颗粒物源解析土壤风沙尘成分谱研究[D];南开大学;2006年
8 周志军;土石混填路基压实质量控制方法研究[D];长安大学;2006年
9 庞学满;氮化硅基陶瓷复合材料凝胶注模成型工艺研究[D];天津大学;2008年
10 曹永港;考虑尺度效应的泥沙颗粒周围水动力特性研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜龙;粗颗粒垂直管水力提升速度与浓度的实验研究[D];清华大学;2005年
2 陈沛;垂直管外降膜吸收传热传质过程强化的研究[D];大连理工大学;2000年
3 李蘅;深海采矿水力提升系统粗颗粒运动规律模拟研究[D];清华大学;2003年
4 孔祥臣;土石混合料压实特性的试验研究[D];重庆交通学院;2004年
5 刘健;铁基粉末触媒合成粗颗粒金刚石的研究[D];吉林大学;2008年
6 赵鑫;深井新型气洗排液技术研究[D];中国地质大学(北京);2006年
7 王珍涛;垂直管内TFE/NMP部分膜状冷凝热质传递过程的数值模拟研究[D];大连理工大学;2002年
8 于晓丹;垂直井筒两相流温度场计算方法研究与应用[D];中国石油大学;2007年
9 贾永会;流化床分选器的冷态实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
10 吴磊;粗颗粒固液两相管流的数值模拟[D];杭州电子科技大学;2011年
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