本文關(guān)鍵詞：高濃度全尾砂膠結(jié)充填管道輸送數(shù)值模擬及應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 高濃度全尾砂料漿 環(huán)管試驗 ANSYS/FLOTRAN 數(shù)值模擬 阻力損失

【摘要】：高濃度全尾砂充填采礦因其環(huán)保、節(jié)能、減排、安全、高效等優(yōu)點已成為充填采礦技術(shù)研究的熱點。鑒于高濃度充填料漿輸送的復(fù)雜性和理論研究的局限性,本文采用室內(nèi)實驗、環(huán)管試驗、數(shù)值模擬與工程驗證相結(jié)合的方法,研究高濃度全尾砂膠結(jié)料漿管道輸送的沿程阻力損失計算方法。主要研究內(nèi)容與成果如下:(1)環(huán)管試驗。在全尾砂物理化學(xué)性質(zhì)測定結(jié)果、配合比和塌落度試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,設(shè)計并進(jìn)行不同灰砂比、不同濃度、不同輸送流量的全尺寸環(huán)管試驗,采集壓力數(shù)據(jù)并計算得到每個分段管路的沿程阻力損失。(2)高濃度全尾砂料漿初始物理屬性數(shù)值模擬參數(shù)模型的建立。在高濃度全尾砂料漿環(huán)管試驗的基礎(chǔ)上,應(yīng)用ANSYS/FLOTRAN流體力學(xué)分析軟件對全尺寸環(huán)管試驗的管路進(jìn)行仿真模擬,對比環(huán)管試驗“水平直管”分段的沿程阻力損失,進(jìn)行ANSYS/FLOTRAN數(shù)值模擬參數(shù)優(yōu)化,建立高濃度全尾砂料漿的初始物理屬性數(shù)值模擬參數(shù)模型。(3)工程驗證。在高濃度全尾砂料漿的初始物理屬性數(shù)值模擬參數(shù)模型的基礎(chǔ)上,就安徽某礦山的高濃度全尾砂充填系統(tǒng)改造,應(yīng)用基于兩相流、流變學(xué)等相關(guān)理論,對比分析高濃度全尾砂料漿管道輸送的數(shù)值模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果,驗證高濃度全尾砂料漿的初始物理屬性數(shù)值模擬參數(shù)模型的可行性。(4)高濃度全尾砂料漿管道輸送阻力損失變化規(guī)律研究。在數(shù)值模型可行性驗證的基礎(chǔ)上,對高濃度全尾砂料漿的管道輸送數(shù)值模擬結(jié)果作深入分析探討,考慮料漿濃度及料漿流速兩個因素模擬輸送管路流速分布、壓力分布及彎管處最大流速分布,分析高濃度全尾砂料漿的管道輸送阻力損失變化規(guī)律。本課題建立的高濃度全尾砂膠結(jié)充填管道輸送數(shù)值模擬方法,直觀的揭示料漿在管道中流動時的動態(tài)特征,沿程阻力損失計算結(jié)果滿足工程設(shè)計要求。為獲得高濃度全尾砂膠結(jié)充填料漿在管道輸送過程中的沿程阻力損失提供新思路,為同類礦山的高濃度充填礦山系統(tǒng)設(shè)計、充填工藝相關(guān)參數(shù)優(yōu)化以及高濃度充填技術(shù)的研究提供借鑒,在解決高濃度全尾砂膠結(jié)充填料漿的管道輸送問題上有一定的理論和實踐意義。
【關(guān)鍵詞】：高濃度全尾砂料漿 環(huán)管試驗 ANSYS/FLOTRAN 數(shù)值模擬 阻力損失
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD853.34;TD50
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 研究背景、目的和意義13-15
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究目的和意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 高濃度充填技術(shù)發(fā)展15-16
• 1.2.2 高濃度充填技術(shù)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 管道輸送數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及技術(shù)路線19-23
• 1.3.1 研究內(nèi)容19-20
• 1.3.2 技術(shù)路線20-23
• 第2章 充填料漿管道輸送基本理論23-35
• 2.1 料漿管道輸送特性參數(shù)23-24
• 2.1.1 料漿密度23
• 2.1.2 料漿體積濃度23-24
• 2.1.3 料漿粘度24
• 2.2 料漿管道輸送流變模型及特性24-27
• 2.3 料漿管道輸送不淤臨界流速理論27-31
• 2.3.1 固體物料的懸浮條件27-28
• 2.3.2 臨界流速的研究28-31
• 2.4 料漿管道輸送阻力計算方法31-35
• 第3章 全尾砂膠結(jié)料漿管道輸送環(huán)管試驗35-45
• 3.1 全尾砂物理化學(xué)性質(zhì)35-40
• 3.1.1 全尾砂的基本力學(xué)性質(zhì)35
• 3.1.2 全尾砂化學(xué)元素分析35-36
• 3.1.3 全尾砂粒級分布36-38
• 3.1.4 全尾砂配合比試驗及料漿輸送特性試驗38-40
• 3.2 環(huán)管輸送試驗40-43
• 3.2.1 管路系統(tǒng)40-42
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)42
• 3.2.3 輸送組方42-43
• 3.2.4 實驗結(jié)果43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 第4章 基于環(huán)管試驗的管道輸送數(shù)值模擬研究45-71
• 4.1 ANSYS/FLOTRAN軟件簡介45-46
• 4.2 ANSYS/FLOTRAN軟件應(yīng)用46-54
• 4.2.1 模型建立46-48
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分48
• 4.2.3 邊界條件約束48-50
• 4.2.4 求解設(shè)置50-51
• 4.2.5 后處理51-54
• 4.3 處理分析環(huán)管試驗實驗數(shù)據(jù)54-58
• 4.3.1 數(shù)據(jù)處理54-55
• 4.3.2 管流沿程阻力計算55-58
• 4.4 ANSYS/FLOTRAN數(shù)值模擬參數(shù)優(yōu)化58-68
• 4.4.1 模擬初始參數(shù)設(shè)定58-60
• 4.4.2 參數(shù)優(yōu)化方法60-62
• 4.4.3 參數(shù)優(yōu)化結(jié)果62-64
• 4.4.4 參數(shù)優(yōu)化分析64-67
• 4.4.5 參數(shù)模型預(yù)測67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-71
• 第5章 工程應(yīng)用71-87
• 5.1 工程概況71-74
• 5.1.1 礦山概況71-72
• 5.1.2 模擬初始參數(shù)設(shè)定72-74
• 5.2 管道輸送模型的建立74-76
• 5.2.1 流變模型參數(shù)設(shè)置74-75
• 5.2.2 ANSYS/FLOTRAN模型建立75-76
• 5.3 數(shù)值模擬結(jié)果76-82
• 5.3.1 監(jiān)測結(jié)果76-77
• 5.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析77-82
• 5.4 數(shù)值模擬結(jié)果驗證82-85
• 5.4.1 自流輸送可行性驗證82-83
• 5.4.2 模擬結(jié)果與理論計算對比分析驗證83-84
• 5.4.3 流速和濃度對彎道處的沖擊影響84-85
• 5.5 本章小結(jié)85-87
• 第6章 結(jié)論與展望87-89
• 6.1 結(jié)論87-88
• 6.2 展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-95
• 附錄95-111
• 作者攻讀學(xué)位期間的科研成果111-113
• 1 公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文111
• 2 參與的項目及課題111-113
• 致謝113

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳順良;全尾砂料倉模型試驗的流態(tài)化特征與參數(shù)分析[J];礦冶工程;2000年03期

2 劉金鵬;王寶亮;王忠軍;朱春來;閔國清;周發(fā)陸;魏海濤;;井下全尾砂自流型充填站的建設(shè)及應(yīng)用[J];黃金;2007年07期

3 胡亞軍;姚振鞏;南世卿;賴偉;;全尾砂膠結(jié)粒徑配比優(yōu)化研究[J];采礦技術(shù);2010年05期

4 樊忠華;劉鵬博;明世祥;;土壤固化劑固結(jié)高泥全尾砂的充填特性研究[J];金屬礦山;2011年09期

5 鄒正勤;高謙;南世卿;;充填采礦用全尾砂膠結(jié)材料流變特性研究[J];金屬礦山;2012年12期

6 李茂輝;高謙;南世卿;;新型膠結(jié)材料全尾砂漿流變特性試驗分析[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2013年02期

7 ;關(guān)于舉辦全尾砂充填、混凝土輸送、注漿技術(shù)交流會議的通知[J];世界采礦快報;1989年12期

8 周云卿;全尾砂放料試驗與研究[J];長沙礦山研究院季刊;1991年04期

9 孫恒虎,吳肇元,王志德;全尾砂速凝固化充填采礦新工藝[J];中國礦業(yè);1993年04期

10 趙鐵成，，李青望;載體的磁處理──全尾砂充填研究的新途徑[J];有色金屬;1994年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 樊建軍;蔡嗣經(jīng);楊鵬;;西石門鐵礦全尾砂高濃度充填材料的流變力學(xué)特性試驗研究[A];第六屆全國采礦學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

2 尹國光;賈鵬昆;;金礦全尾砂高濃度充填新模式試驗研究[A];2005年全國金屬礦山采礦學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會論文集[C];2005年

3 惠林;李月生;;立式砂倉噴咀活化全尾砂高濃度放砂試驗研究[A];全國金屬礦山采礦新技術(shù)學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會論文集[C];2007年

4 鄭磊;;難采鐵礦全尾砂充填采礦技術(shù)研究與應(yīng)用[A];第九屆全國采礦學(xué)術(shù)會議暨礦山技術(shù)設(shè)備展示會論文集[C];2012年

5 葛會超;崔學(xué)奇;張帥;呂憲俊;;全尾砂旋流分級濃縮制備膠結(jié)料漿的工藝研究[A];第二屆旋流分離理論與應(yīng)用研討會暨旋流器選擇與應(yīng)用學(xué)習(xí)班論文集[C];2006年

6 王鳳波;蘇紅蕊;;全尾砂膠結(jié)充填采礦法在馬莊鐵礦的實施與應(yīng)用[A];2010'中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2010年

7 楊陸海;董山;宋衛(wèi)東;;露天轉(zhuǎn)地下高陡邊坡大型采空區(qū)井下充填設(shè)計技術(shù)難題研究[A];2010'中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2010年

8 南世卿;楊楠;;充填采礦技術(shù)在露天轉(zhuǎn)地下礦山的研究及應(yīng)用[A];中國采選技術(shù)十年回顧與展望[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 本報記者 竇華 通訊員 湯菁;該項目達(dá)到國際先進(jìn)水平[N];銅陵有色報;2010年

2 肖曉文 程輝;新征途上的新突破[N];中國黃金報;2012年

3 本報記者 李幼玲;雙泵合流解決充填泵充填難題[N];中國有色金屬報;2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉芳偉;雙臥軸全尾砂膏體充填料攪拌機(jī)葉片排列方式和葉片參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D];南華大學(xué);2015年

2 陳俊霖;基于單神經(jīng)元PID的全尾砂膏體制備控制系統(tǒng)仿真研究[D];南華大學(xué);2015年

3 董恒超;云南紋山某鉛鋅礦全尾砂膏體充填試驗研究與工藝設(shè)計[D];南華大學(xué);2015年

4 江科;全尾砂充填系統(tǒng)放砂濃度穩(wěn)定性研究及應(yīng)用[D];長沙礦山研究院;2016年

5 楊波;高濃度全尾砂膠結(jié)充填管道輸送數(shù)值模擬及應(yīng)用研究[D];南華大學(xué);2016年

6 賈鵬昆;望兒山金礦全尾砂高濃度充填新技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2004年

7 汪令輝;特大采空區(qū)全尾砂充填治理工程研究與實踐[D];中南大學(xué);2012年

8 劉凱;全尾砂充填空區(qū)的脫水試驗研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

9 薛希龍;黃梅磷礦高濃度全尾砂充填技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2012年

10 余敏;金鑫金礦獨(dú)立采空區(qū)群全尾砂直排充填工藝研究[D];江西理工大學(xué);2012年

本文編號：989419