多场耦合条件下充填料浆管输壁面滑移特性

金属矿山 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (02): 30-37.

多场耦合条件下充填料浆管输壁面滑移特性

甘德清^1,2 薛振林^1,2 闫泽鹏^1,2 张友志^1,2 刘志义^1,2

1. 华北理工大学矿业工程学院,河北唐山 063200;2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山 063009

出版日期:2023-02-15 发布日期:2023-03-06

Online:2023-02-15 Published:2023-03-06

摘要/Abstract

摘要： 为了探究多场耦合作用下高浓度充填料浆管道输送过程中的壁面滑移特性,基于流体动力学理论与非牛顿流体的基本原理对管内料浆流动过程进行分析,建立考虑温度场—化学场—料浆流场的多场耦合数值模型。并通过 Comsol 进行数值计算,分析初始温度、料浆浓度及管径对壁面滑移速度的影响规律。将模型计算结果与实验结果进行对比,误差小于 10%,证明了模型的有效性与可靠性。结果表明:温度升高,加剧尾砂颗粒的布朗运动,促使 “絮网”结构向着“液网”结构转换,浆体黏度变小,滑移速度增大;管径增大,浆体所受剪切作用力变小,滑移速度减小,当管径达到 180 mm 时浆体所受剪切作用力小于发生滑移的临界值,管道输送过程中不存在完整的滑移过程;料浆浓度越大,浆体发生滑移运动所需的临界剪切应力越大,同时料浆浓度较大时,其所形成的滑移层较厚,滑移速度偏大。

关键词: 多场耦合 , 壁面滑移特性 , 高浓度 , 管道输送, 滑移速度

甘德清, 薛振林, 闫泽鹏, 张友志, 刘志义. 多场耦合条件下充填料浆管输壁面滑移特性[J]. 金属矿山, 2023, 52(02): 30-37.

[1]	甘德清, 孙海宽, 刘志义, 薛振林, 张友志. 金属矿山充填料浆管道输送理论研究20 a 进展与展望[J]. 金属矿山, 2025, 54(1): 9-.
[2]	王小林, 张　润, 邱　征, 郭进平, 吴爱祥. 金属矿山高浓度充填管道磨损规律与防控技术[J]. 金属矿山, 2024, 53(6): 181-.
[3]	贺　斌, 洪　伟, 郑　晨, 周　洋, 鲁功达. 深部地热与矿床流变协同作用下的尾矿胶结充填体孔隙水压响应研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(10): 30-.
[4]	王志杰. 田家村半自磨产品粗粒矿浆长距离管道输送参数优化[J]. 金属矿山, 2021, 50(07): 146-152.
[5]	郭慧高, 武拴军, 尹升华, 肖柏林 . 冶炼铜选尾渣对废石粗骨料充填料浆特性改性研究[J]. 金属矿山, 2021, 50(04): 53-58.
[6]	甘德清, 闫泽鹏, 薛振林, 刘志义, 孙海宽. 考虑壁面滑移效应的充填料浆管道输送阻力研究[J]. 金属矿山, 2020, 49(09): 26-32.
[7]	杨超, 郭利杰, 李文臣 . 大流量全尾砂膏体料浆管道输送参数计算与分析[J]. 金属矿山, 2020, 49(08): 55-60.
[8]	宋朝阳. 我国深部开采服役井筒风险分析及监测预警技术研究进展[J]. 金属矿山, 2019, 48(03): 10-20.
[9]	陈歌, 孙亚军, 徐智敏, 刘钦, 冯琳. 微震监测技术在矿井水害防治中的研究进展[J]. 金属矿山, 2019, 48(01): 7-15.
[10]	甘德清, 高锋, 陈超, 卢宏建, 张亚宾. 高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速研究[J]. 金属矿山, 2015, 44(11): 22-26.
[11]	张磊, 王洪江, 李公成, 吴爱祥, 刘晓辉. 膏体管道壁面滑移特性研究进展及趋势[J]. 金属矿山, 2015, 44(10): 1-5.
[12]	杨宝贵, 杨捷, 彭杨皓. 煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术研究[J]. 金属矿山, 2015, 44(07): 25-29.
[13]	聂文波, 李凤义, 陈雷. 桃山矿胶结充填管道输送系统充填试验[J]. 金属矿山, 2014, 43(09): 35-38.
[14]	宁辉栋, 孟丽芳. 双向长距离水、铁精矿管道输送及尾矿干堆技术[J]. 金属矿山, 2014, 43(08): 108-110.
[15]	刘丰韬, 丁剑锋, 陈国平, 李树磊, 王京生, 周波. 深井长距离大倍线高浓度自流充填技术研究[J]. 金属矿山, 2014, 43(02): 40-44.

扫码分享

多场耦合条件下充填料浆管输壁面滑移特性

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价