液两相流充填管道输送冲蚀磨损液两相流充填管道输送冲蚀磨损数值.PDF

科技导报2015，33（11） 固固--液两相流充填管道输送冲蚀磨损液两相流充填管道输送冲蚀磨损 数值研究数值研究 过江，张碧肖 中南大学资源与安全工程学院，长沙410083 摘要摘要 为探究充填管道在输送过程中的冲蚀磨损机理，基于工程流体力学理论及颗粒输送力学模型，引入离散颗粒轨道模型、塑 性冲蚀磨损模型，对某矿山复杂充填管路条件下浆体特性对管道冲蚀磨损影响进行研究。结果表明，浆体流速、黏度以及颗粒尺 寸对管道冲蚀磨损影响显著，颗粒形状影响较弱。高流速下，弯管磨损最为严重，直管段磨损较轻且分布较为均匀，流速降低，主 要磨损部位偏向弯管出口部位；弯管部位最大磨损值在15°~30°以及60°~75°之间；此外，粒径较小时，磨损严重程度随粒径增加 而增大，粒径达到600 μm后，最大磨损值随粒径增加呈现下降趋势。 关键词关键词 充填管道；冲蚀磨损；离散颗粒轨道模型；塑性冲蚀磨损模型；浆体特性 中图分类号中图分类号 TD853 文献标志码文献标志码 A doidoi 10.3981/j.issn.1000-7857.2015.11.008 Numericalinvestigationofimpacterosioninliquid-solidtwo-phase flowofthebackfillingpipe GUOJiang,ZHANGBixiao SchoolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha 410083,China AbstractAbstract Basedonengineeringfluidmechanicsandthemechanicalmodelofparticletransportation,discreteparticlemodeland ductile impact erosion model were applied for investigating pipe impact erosion influenced by slurry characteristics in complex backfillingpipelineinamine,aimingtostudytheimpacterosionmechanismofbackfillingpipeduringtransportation.Theresults show that pipe impact erosion was largely influenced by slurry velocity, viscosity and particle size, while slightly influenced by particleshape.Athighflowvelocity,comparedwithstraightpipe,inwhichtheerosionzoneisdistributedrelativelyuniformlyinthe pipewall,thebendedpipehadthemostseriousimpacterosionzonewiththemaximumerosionvalueintherangeof 15°-30°and60°- 75°;atlowflowvelocity,themainimpacterosionzonetransferredtotheexitofthebendedpipe.Theerosionincreasedwithincrease ofparticlesizewhentheparticlehadasmalldiameter,butdecreasedwhentheparticlereachedthediameterof 600 μm. KeywordsKeywords backfillingpipe;impacterosion;discreteparticlemodel;ductileimpacterosionmodel;slurrycharacteristics 经过几十年的发展，矿山充填管道输送方式经历多次变 要在于充填浆体与石油、天然气等流体介质有显著区别，浆 革，由气力输送变为水力输送，输送介质也由单一的固体物 体组成复杂，流动机理特别是固-液两相间以及固体与固体 料变为固液气共存的复杂多相流