粗顆粒固液兩相管流的數值模擬.pdf

1、深海礦產資源廣泛分布于數千米以下的海底，且其存儲量之大，極具開發(fā)價值。目前深海礦產提升技術中公認較為可靠且最具工業(yè)前景的便是水力提升技術，這也將是我國深海采礦技術發(fā)展的主要方向。粗顆粒的水力運輸涉及到了固液兩相流動的問題，較之單相流動復雜得多，不僅需要增加研究的參數而且相間能量的傳遞也極其復雜。本文將以深海多金屬結核水力提升系統(tǒng)為研究背景，對粗顆粒礦石在管道中隨流體運動的規(guī)律進行研究，并根據固液兩相流的機理與特性，深入探討粗顆粒固液兩相

2、流管道各項輸送參數的變化規(guī)律。這項研究工作不僅為水力提升系統(tǒng)的設計提供理論依據，而且對于促進固液兩相流體輸送技術的應用和發(fā)展具有重要意義。
　　 本文根據長沙礦冶研究院的礦漿泵提升實驗，對粗顆粒固液兩相管流建立了簡化物理模型，并通過工程計算語言Fortran77編制了相應計算程序。該程序的計算采用歐拉--拉格朗日數值方法，基于顆粒軌道模型對管道的粗顆粒固液兩相流進行數值模擬，可以直觀地反映粗顆粒在輸送管道中的運動狀態(tài)和軌跡。通過

3、對靜態(tài)豎直圓管和彎管以及周期平移振動豎直圓管的粗顆粒固液兩相流進行模擬，并以動畫方式直觀地顯示粗顆粒的運動軌跡。本文主要分析研究了靜態(tài)豎直圓管中不同體積濃度粗顆粒在各種提升流速條件下的運動狀態(tài)及規(guī)律，擺動豎直管中不同振動周期條件下粗顆粒的運動軌跡和速度，以及任意彎管中粗顆粒的運動規(guī)律。同時提出了保證顆粒正常運輸的最小提升速度，顆粒粒徑對提升的影響，以及結合本文提出的提升效率概念選擇最佳提升速度。
　　 此外，本文還對長沙礦冶研究