（机械设计及理论专业论文）基于粘弹塑性模型的膏体流变特性研究.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o h e b e iu n i v e r s i t yo f e n g i n e e r i n g f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo fm a s t e ro f e n g i n e e r i n g s t u d y o fc r e a m - - b o d yr h e o l o gi c a lp r o p e r t y b a s e do nv i s c o e l a s t i c - p l a s t i cm o d e l c a n d i d a t e s u p e r v i s o r a c a d e m i cd e g r e e a p p l i e df o r s p e c i a l t y c o l l e g e d e p a r t m e n t ：g u oz h i g a n g ：p r o f 刚y u e ：m a s t e ro fe n g i n e e r i n g ：m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y ：c o l l e g eo f m e c h a n i c a l& e l e c t r i c a l h e b e iu n i v e r s i t yo f e n g i n e e r i n g m a y ，2 0 1 2 独创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑兰垦王堡盘堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名： 磊1 签字日期：加工年j 月知同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 塑皇垦墨猩盘堂有关保留、使用学位论文的 规定。特授权塑皇堡墨猩盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向囤家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者虢唧高i 叫 签字嗍知游，月岁刁闩 导师签名： 签字日期：，2 年厂月多、，同 摘要 摘要 随着人们生活水平的提高和城市建设以及工业生产的发展，世界范围内的能 源消耗和污泥增长越来越引起人们的重视，我国污泥产量越来越大，其次我国是 以煤炭为主的初级能源大国，煤炭洗选产生的大量煤泥造成污染。污泥和煤泥这 类膏体的流变特性是管道运输送设计工艺和运行不可或缺的基本设计参数。 本文对膏体的定义做了介绍，并从三相组成的观点出发对膏体的两种典型物 料煤泥和污泥的理化特性做了说明，以实验为基础对管流法沿程压降数据拟合， 得到了污泥和煤泥的流变方程。建立了基于粘弹塑性力学模型，对其拉普拉斯和 反拉普拉斯计算得到瞬时弹性、粘性流动和延迟弹性变形柔量。对膏体受力分析 建立了相应的本构方程，通过计算得出质量浓度为7 5 的煤泥一个工作循环的流 变特性方程。 通过对国内、外三相流最新研究成果，以b u r g e r s 模型的改进力学模型，应 用f l u e n t 6 3 计算软件，四面贴体网格有限体积法，对膏体管道输送进行了数 值模拟。对管道沿程压降、速度矢量和流线图进行了分析，并与实验数据对比验 证了以b u r g e r s 模型为力学仿真模型描述膏体合理可行性。 关键词：膏体；流变特性；粘弹塑性；管流法；虚拟计算 a b s t r a c t w i t ht h ei m p r o v e m e n to fp e o p l e s l i v i n gs t a n d a r da n du r b a nc o n s t r u c t i o n d e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a l p r o d u c t i o n ，e n e r g yc o n s u m p t i o n a n ds l u d g e g r o w t h w o r l d w i d eh a sd r a w ni n c r e a s i n ga t t e n t i o n ，t h es l u d g ep r o d u c t i o ni nc h i n ai sg r o w i n g s e c o n d l y , o u rc o u n t r yi sb i gc o u n t r yo fc o a l - b a s e dp r i m a r ye n e r g y ，c o a lw a s h i n ga n d p r o d u c eal o to fs l i m ec a u s es e c o n d a r yp o l l u t i o n t h er h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so fs l u d g e a n ds l i m eo ft h i sp a s t ep i p e l i n et r a n s p o r tt os e n dt h ed e s i g np r o c e s sa n d o p e r a t i o no f t h ef u n d a m e n t a la n de s s e n t i a ld e s i g np a r a m e t e r s o nt h ed e f i n i t i o no fp a s t e ，p a s t et w ot y p i c a lm a t e r i a l so fs l i m ea n ds l u d g e p h y s i c a la n dc h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa r ed e s c r i b e ds t a r t i n gf r o mt h ed o i n to fv i e wo f t h r e e 。p h a s ec o m p o s i t i o n ，b a s e do ne x p e r i m e n t so np i p ef l o wa l o n gt h ep r e s s u r e d r o p d a t af i t t i n gt oo b t a i nt h er h e o l o g i c a le q u a t i o no ft h es l u d g ea n ds l i m e e s t a b l i s h e d b a s e do nt h ee l a s t o v i s c o p l a s t i c m e c h a n i c a lm o d e l ，i t st h el a p l a c eh a i rl a d l a c e c a l c u l a t e dt h ei n s t a n t a n e o u se l a s t i c ，v i s c o u sf l o wa n dd e l a y e de l a s t i cd e f o r m a t i o no f t h es o f ta m o u n t p a s t es t r e s s a n a l y s i st oe s t a b l i s ht h ec o n s t i t u t i v ee q u a t i o n t h e c a l c u l a t e dm a s sc o n c e n t r a t i o no ft h er h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so fe q u a t i o n so fad u t y c y c l eo f7 5 o ft h es l i m e n u m e r i c a ls i m u l a t i o no ft h ec o u n t r y , o u t s i d et h et h r e e p h a s e f l o wt h el a t e s t r e s e a r c hr e s u l t s ，i m p r o v e dm e c h a n i c a lm o d e lo ft h eb u r g e r sm o d e lt h ea p p l i c a t i o n f l u e n t 6 3c a l c u l a t i o ns o f t w a r e ，i ss u r r o u n d e db yb o d y f i t t e d g r i df i n i t ev o l u m e m e t h o d ，t h ep a s t ep i p e l i n et r a n s p o r t a t i o n a n a l y s i sm e t h o d sa n da p p l i c a t i o ns o f l w a r e o nt h ep i p e l i n ep r e s s u r ed r o pa l o n gt h ew a y , t h ev e l o c i t yv e c t o ra n ds t r e a m l i n e st h e a n a l y s i s ，b yc o m p a r i s o nw i t he x p e r i m e n t a ld a t av a l i d a t i o np a s t er e a s o n a b l ef e a s i b i l i t v o ft h eb u r g e r sm o d e lf o rt h em e c h a n i c a ls i m u l a t i o nm o d e lt od e s c r i b e k e y w o r d s ：b a c k f i l lp a s t e ；r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e s ；v i s c o e l a s t i c p l a s t i c ；t u b e f l o w i n g ； v i r t u a lc o m p u t i n g 目录 目录 摘要i a b s t r a c t 1 i 目录i 第1 章绪论1 1 1 问题的提出一1 1 2 国内外研究概况2 1 2 1 国外研究现状2 1 2 2 国内研究现状3 1 3 主要研究内容及方法4 11 3 1 主演研究内容4 l3 2 研究方法4 1 4 技术路线一5 第2 章膏体常规实验分析6 2 1 膏体物料组成与分类6 2 1 1 膏体的组成6 2 1 2 膏体物料分类7 2 2 膏体组成材料基本物理性质9 2 2 1 煤泥9 2 2 2 污泥1 1 2 3 膏体常规性能实验1 4 2 3 1 颗粒的形状1 4 2 3 2 颗粒大小15 2 3 3 膏体物料浓度17 2 4 膏体管道输送实验数据采集与处理18 2 4 1 数据采集与处理系统19 2 4 2 虚拟仪器选取与程序设计2 0 2 4 3 数据采集处理模块2 2 2 5 实验及结果分析2 3 2 5 1 实验及结果2 3 2 5 2 结果分析2 6 2 6 本章小结2 8 第3 章膏体基本性质、膏体粘弹特性分析及理论和流变模型2 9 3 1 膏体的基本粘弹性质2 9 3 1 1 膏体的基本粘弹性质2 9 3 1 2 压缩性与膨胀性一3 0 3 1 3 粘弹性一3 1 3 2 粘弹性理论模型3 2 3 2 1 粘弹性元件一3 2 目录 3 2 2 粘弹性本构方程3 3 3 3 膏体粘弹塑性理论模型3 5 3 3 1 煤泥管道输送受力分析3 6 3 3 2 模型建立一3 7 3 4 本章小结4 0 第4 章膏体数值模拟实验4 1 4 1 计算流体力学的数值解法简介4 1 4 2 管流法虚拟实验4 2 4 2 1 三维软件p r o e 的介绍4 2 4 2 2 网格划分4 3 4 2 3f l u e n t 软件介绍4 5 4 2 4 建立三维模型并划分网格4 6 4 2 4f l u e n t - 3 d 求解4 8 4 2 5 边界条件和虚拟实验参数5 0 4 2 6 对膏体进行f l u e n t 求解计算过程5 0 4 3 计算结果分析51 4 5 本章小结5 5 结论与展望5 6 致谢5 7 参考文献5 8 作者简介6 1 攻读硕士期间发表的论文6 1 第1 章绪论 1 1 问题的提出 第1 章绪论 膏体为介于流体和弹性体之间的一种具有良好稳定性、可塑性、流动性的牙 膏状胶结体l lj ，具有不离析、不沉淀、不脱水的“三不”特性【2 】。实际流体都是 有粘性的，随着粘性的增大逐渐向弹性体靠近，发生在膏体内部的粘性是由内部 颗粒、水和汽体( 即固、液和气相) 在相对滑动的情况下产生阻碍相对运动的切 向阻力的现象，是粘性流体本身所具有的一种抵抗变形的能力和属性，只有在相 对运动时z l 。会发生。流体的粘性是通过问接测量得来的，通过测量与粘性有关的 量值，通过相关的方程计算得出。目前，对测量粘度的方法有：管流法、旋转法、 球落法、圆盘法、振动法等，对于膏体应用较多的是旋转法和管流法1 3 j 。 管流法是在膏体管道上安装压力测试仪器，根据测得压力差与流速，浓度等 数据，研究物料的流变特性的方法。此种方法原理简单、与实际工程应用接近， 所以是应用最多也是最为广泛的一种方法1 4 j 。但其试验设备占用场地很大，试验 一次耗时耗力，限制了其应用。 旋转法原理为模拟管道内的物料输送状况测试不同压力下的粘度值，找出粘 度随压力变化的规律，得出加压状态下的物料流变特性。加压旋转流变仪是采用 普通的旋转粘度计的工作原理进行设计，专门测试高压状态下高浓度粘稠物料的 粘度变化和流变特性，通过获得粘度随压力变化的规律，研究加压状态下的物料 的流变特性。加压旋转流变仪有试验设备简单、自动化程度较高等特点，大大减 小试验劳动强度，缩短试验周期l 川。 本课题中的研究对象“膏体”由于含固量较高且粘度较大，故在常温常压下 不具有流动性，只有经高压管道输送时z l 呈现出流动性。作为一门新兴的综合性 技术，膏体的管道输送涉及流体力学、流变学、多相流等多门学科，主要归结为 管道内固液两相流的研究。 所谓“相”，在不同学科中具有不同的含义。在物理学或热力学中，相是 指自然界物质中的念。例如气念、液态、固态等，一种物态即称为- 4 6 5 0 k g 的有 机废液，如果选用适合燃用低热值污泥的硫化焚烧炉可不加辅助料进行处理，大 大降低费用。表2 1 1 说明了不同污泥的热值3 8 4 。 表2 1 1 不同污泥的热值 t a b2 11c a l o r i f i cv a l u eo f t h ed i f f e r e n ts l u d g e 2 3 膏体常规性能实验 关于膏体常规性能试验的项目并无标准可参考，本实验所选项目是根据现有 膏体的资料所呈现的理化性能主次作为参照指标进行整理、规划，以管道输送为 背景进行展开。 2 3 1 颗粒的形状 颗粒的形状是指一个颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图形。自然界中和工 业生产中遇到的颗粒并非理想的规则体，如球形，其形状是于差万别的，颗粒的 形状对颗粒群的许多性质都有影响，如在介质中的运动速度、流动特性、界面化 学性质、堆积效率、比表面积、磁性、填充性等。亦直接与颗粒在混合、贮存、 运输、烧结等单元过程中的行为有关1 4 3 4 5 l 。 描述膏体颗粒形状的方法分则有两类：一是形状术语，包括如球形、粒状、 片状、棒状和纤维状等等) ，二是数学语言，如形状系数、形状指数等。 由于表示颗粒粒径的方法很多，所以采用不同粒径表示方法则可以定义出不 同颗粒的形状系数，并且粒径值与粒径测量的方法有关，因此形状系数数值也会 随测量方法不同而不同。除此之外，还有阻力形状系数缸和动力学形状系数氏 等，常用的不规则颗粒的体积形状系数b v 4 4 1 。如表2 1 2 所示。 1 4 第2 章膏体常规实验分析 表2 1 2 不规则颗粒的形状系数 t a b2 12i r r e g u l a rp a r t i c l es h a p ef a c t o r s 2 3 2 颗粒大小 固体颗粒大小：固体颗粒大小用其空间范围所占据的线性尺寸表示。表面光 滑的球形颗粒的直径就是粒径，表面不光滑的非球形颗粒的粒径则用其等效球体 直径、立方体或长方体表示。其中，用等效球体的直径表示不规则颗粒的粒径应 用得最普遍，通常以某种意义的等效球或等效圆的直径作为颗粒的直径，称为当 量直径或相当径 4 4 - 4 5 】。 多颗粒系统系由大量的单颗粒组成，其中包括粉体、雾漓和气泡群。在多颗 粒系统中，一般将颗粒的平均大小称为粒度，习惯上可将粒径和粒度二词通用。 粒度和粒径是颗粒几何性质的一维表示，是颗粒大小的量度，是固体颗粒诸物性 中最重要的特性值。粒度越小，颗粒的微细程度越大。颗粒粒度常用的表示方法 如表2 1 3 所示。 表2 - 1 3 颗粒粒度常用的表示方法 t a b2 13p a r t i c l es i z ei sc o m m o n l yu s e dr e p r e s e n t a t i o n 表示方法解释 无论从儿何学还是物理学的角度米看，球是最容易处理的。通常以球为基 球当革径基 础 把颗粒作为等效的球米处理。常川的球当量径有：等体积球当茸：径d v 、 等表面积球当量释d 。、比表面积球当餐径d 。 该种方法是刚与颗粒投影轮廓性质相同的圆的商径表示粒度。常心的 圆当量径有：投影圆当鼙径d 。、等周k 圆当餐径d r 是平行丁一定方向( 用显微镜) 测得的线度，义成为定向径。常川的 统计平均径法 有定方向径d ( 又称f e r e t 径) 、定方向等分径( 义称m a n i n 径) 。 河北工程大学硕士论文 以上各种粒度是根据颗粒的几何量而测定的，大部分可通过显微镜或图形分 析仪直接测量，作为粒度的表示，还有根据其它测量原理确定的直径。表2 1 3 主要介绍了球当量径法煤泥粒度组成【4 9 】，表2 1 4 是由清水作缓冲液得到的山东 某面粉厂污泥粒径组成表。 表2 1 4 球当量径法煤泥粒度组成 t a b2 - 14s p h e r ee q u i v a l e n td i a m e t e rm e t h o ds l i m es i z ec o m p o s i t i o n 表2 1 5 污泥粒径组成表 t a b2 15s l u d g ep a r t i c l es i z ec o m p o s i t i o nt a b l e 粒度m m 所占l l f f l j 0 8 时，物料可认为均质，具有不离析，不沉淀的特性，这为以后 对其管道输送的流变模拟垫定基础。 体积浓度c 。与质量浓度c m 的关系： c w ：c w 1 9 ( 2 1 ) 殷 式中：p 。固体的密度； p 物料的密度。 实验所用煤泥和城市脱水污泥的体积浓度如表2 1 7 所示。 表2 1 7 煤泥、城市脱水污泥雨1 赤泥的容重及质量浓度 t a b2 - 17b u l kd e n s i t ya n dm a s sc o n c e n t r a t i o no f t h es l i m e ，t h es l u d g ea n dr e dm u d 2 4 膏体管道输送实验数据采集与处理 本实验以中国矿业大学( 北京) 高浓度粘稠物料管道输送系统是压力测试的 第2 章膏体常规实验分析 实验平台展开，在已有的实验基础上改进信号采集系统，使得出实验数据输出为 文档格式，并在数据处理软件o r i g i n p r o 降噪、分析等处理。 高浓度粘稠物料管道输送系统是压力测试的实验平台，在设计时根据现场环 境和条件设计为闭式循环管路系统，由液压动力装置、搅拌装置、浓料输送泵、 管路、分流阀、截止阀、储料池等组成。 实验系统的主要参数为： 电机总功率9 0 k w ； 转速1 4 8 0 r p m ； 最大流量1 0 m 3 h ； 输送物料的出口压力最高压力值2 4 m p a 。图2 2 为管路输送系统示意图。 i 液压动力包2 输送泵3 搅拌机4 测压传感器5 输送管路 图2 2 膏体物料管路输送示意图 f i g 2 - 2p a s t em a t e r i a l sp i p e l i n et r a n s p o r t a t i o ns c h e m a t i c 环形管路上装有8 个压力传感器，以测量管路的不同位置压力值。在管路上 布置传感器离出料口距离尺寸如表2 1 8 所示。 表2 18 测压传感器在管路中的安装位置 t a b2 18m a n o m e t r i cs e n s o ri n s t a l l a t i o nl o c a t i o ni nt h ep i p e l i n e 2 4 1 数据采集与处理系统 数据采集处理系统简介。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重 要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例 1 9 河北工程大学硕士论文 子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小， 这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是 将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。 虚拟仪器主要是指这种方式。下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。 传统仪器可分为信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出 这几个部分。传统仪器的功能都是通过硬件电路或固化软件实现的，而且由仪器 生产厂家给定，其功能和规模一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。 传统仪器大都是一个封闭的系统，与其它设备的连接受到限制。 与传统仪器相比虚拟仪器的主要优点有： ( 1 ) 尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。 ( 2 ) 可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功 能更强的仪器。 ( 3 ) 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。 影响最大的虚拟仪器编程语言是美国n i 公司的l a b v i e w ( l a b o r a t o r yv i r t u a l i n s t r u m e n te n g i n e e r i n gw o r k b a n c h ) 矛l ll a b w i n d o w s c v i ( cf o rv i r t u a li n s t r u m e n t s ) 。 l a b v i e w 是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言，使用“所见即所得” 的可视化技术建立人机界面，使用图标表示功能模块，使用图标之问的连线表示 各模块问的数据传递。同时，l a b v i e w 继承了高级编程语言的结构化和模块化 编程的优点，支持模块化与层次化设计，这种结构的设计增强了程序的可读性。 l a b w i n d o w s c v i 是美国n i 公司所提供的另一套优秀的开发平台。它以c 语言为核心，将计算机软件设计平台与数据的采集、分析、处理及结果表达等仪 器专业工具有机地结合起来，为熟悉c 语言的开发人员建立检测系统、测量系 统、数据采集系统及过程监控系统等提供了一个理想的软件开发环境1 6 8 】。 2 4 2 虚拟仪器选取与程序设计 本数据采集系统对测试信号采集、显示和存储是基于l a b v i e w 软件实现的。 采集系统将传感器将压力转化成电信号通过采集系统传到处理系统，并还原为压 力信号在l a b v i e w 显示晃面实时显示、存储，并编写数据回放提取程序，实现 对数据回放和处理。 原有的数据采集程序存在传感器单一，量程小，采集压力信号通道少等缺点， 本节在原程序的基础上对采集程序、处理程序做了改进，添加了通道选择、每次 读数个数、采样频率、采样延时、输入上下限等参数；数据回放程序添加了输出 文本格式，方便使用文本软件整理数据，方便于数据处理软件进行整理。图2 3 为采集程序主界面。 2 0 第2 章膏体常规实验分析 图2 - 3 采集程序主界面 f i g 2 3c a p t u r et h em a i np r o g r a mi n t e r f a c e 程序框图的设计。膏体物料管道输送数据采集系统的程序框架如图( 2 - 4 ) 所示，整个过程采用“输入一处理一输出”的模式，主要包括输入模块，计算处 理模块和显示模块。各模块之间属于多线程并行结构，在系统运行过程中彼此之 间不相互影响，并呈现阶梯传递关系。传感器传送过来的原始信号通过数据采集 卡输入到采集系统中，在计算处理模块中对数据拟合计算后在生成压力与时间的 曲线在显示界面显示，并由输出模块存储数据，如图2 5 所示。 图2 0 主程序框图 f i g 2 4t h eb l o c kd i a g r a m 河北工程大学硕j + 论文 2 4 3 数据采集处理模块 图2 - 5 输入模块 r i g2 - 5i n p u tm o d u l e 数据采集模块的功能是将数据采集卡采集到的数据按照既定的通信协议传 送给处理模块，如图2 - 6 所示，其读取的数据文件实时通过传送协议放入程序框 图中的输入数据模块，等待处理模块做下一步处理。曲线拟合报表数据生成过程 包含三个过程：数据录入、数据拟合和报表生成，在一次实验进行中，系统会对 输入的参数数值记录和保存。 随受革i 墼_ 圜 网 萄 黼 网 匝蛔 a 压力信号采集 b 流量、输送距离等 图2 - 6 信号采集程序模块 f i g 2 - 6t h es i g n a la c q u i s i t i o nm o d u l e 第2 章膏体常规实验分析 2 5 实验及结果分析 2 5 1 实验及结果 本实验对质量浓度为7 5 煤泥在5 5 、6 0 、7 5 、8 0 、8 5m 3 h 流量和质量浓 度为2 0 9 4 的城市污泥在2 5 到7 5m 3 h 流量下的管道输送进行t n 试。通过 管道输送高浓度、高粘稠的煤泥，获得管道的输送参数和煤泥的流变特性。 ( 1 ) 煤泥浓度 管道输送的煤泥来自邢台矿业集团邢台矿洗煤厂，煤泥的质量浓度7 5 。 ( 2 ) 实验数据 通过管道输送系统对不同输送流量下的煤泥管道压力变化进行数据采集，试 验数掘见表2 1 8 2 2 3 所示。 表2 19 质量浓度为7 5 的煤泥在5 5m 3 h 流量卜的压力表 t a b2 1 9g a u g eo f t h em a s sc o n c e n t r a t i o no f 7 5 o f t h es l i m ei nt h ef l o wo f 6 5m 3 h 2 5 0 5 0 0 7 5 0 1 0 0 0 1 2 5 0 1 5 0 0 1 7 5 0 2 0 0 0 2 2 5 0 2 5 0 0 2 7 5 0 3 0 0 0 表2 2 0 质量浓度为7 5 的煤泥在6 0m 3 h 流量卜的压力表 t a b2 2 0g a u g eo f t h em a s sc o n c e n t r a t i o no f 7 5 o f t h es l i m ei nt h ef l o wo f 7 0m 3 h 2 5 0 5 0 0 7 5 0 1 0 0 0 1 2 5 0 1 1 0 8 1 1 0 8 1 1 0 9 1 1 0 8 1 1 1 3 1 0 6 6 1 0 6 5 1 0 6 4 1 0 6 l 1 0 6 1 9 7 0 9 7 2 9 7 4 9 7 4 9 7 3 8 9 0 8 9 0 8 9 1 8 9 0 8 9 1 5 7 7 5 6 8 5 4 6 5 4 9 5 4 8 4 6 4 4 6 6 4 6 5 4 6 7 4 6 9 3 6 1 3 6 0 3 6 0 3 5 9 3 5 7 1 7 7 1 7 3 1 7 9 1 7 5 1 7 6 7 9 7 2 8 6 0 0 1 8 1 6 9 9 9 0 9 9 0 o 0 9 0 9 1 l l 2 1 1 2 2 2 l 2 1 6 5 5 9 4 7 5 9 4 0 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 5 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 5 9 7 7 0 8 2 5 9 7 9 2 1 l l 1 2 l 2 1 l 1 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 o 2 7 1 8 9 0 6 9 6 1 7 7 7 6 7 6 6 7 6 6 6 7 6 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 8 9 2 4 7 9 3 7 l 9 2 1 2 3 3 3 3 3 4 3 4 3 4 4 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 2 8 3 9 4 1 1 1 0 1 9 2 8 7 8 7 8 8 8 8 8 8 7 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 5 4 6 3 4 4 5 4 4 4 5 5 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 o 0 0 o 0 0 0 0 o 0 0 oi； 5 2 3 1 2 5 2 4 9 3 9 1 9 9 9 9 9 9 9 9 8 9 8 9 i；!i 河北工程大学硕士论文 表2 21 质量浓度为7 5 1 构煤泥在7 5m 3 h 流量卜的压力表 2 5 0 5 0 0 7 5 0 1 0 0 0 1 2 5 0 15 0 0 1 7 5 0 2 0 0 0 2 2 5 0 2 5 0 0 2 7 5 0 11 7 61 0 9 21 0 2 18 9 8 54 7 53 4 41 8 6 11 7 71 0 9 41 0 2 28 8 45 0 2 4 7 13 4 71 8 4 11 7 8 1 0 9 31 0 2 18 3 5 54 7 23 4 31 8 9 11 7 7 1 0 9 41 0 2 385 0 4 4 7 33 4 91 8 5 11 7 7 1 0 9 31 0 1 88 6 64 9 8 4 7 33 4 61 8 8 11 7 7 1 0 9 31 0 28 7 4 54 7 33 4 31 8 3 11 7 8 1 0 9 61 0 2 28 65 0 1 4 7 13 4 71 8 3 11 7 7 1 0 91 0 1 98 7 64 9 9 4 7 23 4 41 8 6 11 7 5 1 0 9 51 0 2 58 3 5 0 24 7 33 4 71 8 4 1t 7 71 0 9 21 0 2 18 3 9 4 9 84 7 13 4 8 1 8 8 11 7 71 0 9 61 0 1 9 8 6 64 9 74 7 5 3 4 51 8 9 3 0 0 0 11 7 71 0 9 11 0 2 2 8 0 2 5 0 14 7 3 3 4 8 1 8 4 表2 2 2 质量浓度为7 5 的煤泥在8 0m 3 h 流量下的压力表 2 5 0 5 0 0 7 5 0 1 0 0 0 1 2 5 0 15 0 0 17 5 0 2 0 0 0 2 2 5 0 2 5 0 0 2 7 5 0 】2 9 0 1 2 8 2 1 2 8 8 l2 8 9 1 2 8 5 12 9 1 12 8 4 1 2 9 3 1 2 8 8 1 2 8 3 1 2 9 3 3 0 0 0 1 2 8 311 5 11 0 4 49 6 8 5 5 94 2 23 7 61 9 6 2 4 7 5 7 6 7 7 6 7 7 曙峪 驯g 9 9 9 9 9 9 9 ll 1 i 1上1上1上11 1 1 1 l 9 3 2 2 0 5 6 5 9 8 2 曩7 8 2 3 0 4 8 4乱乱文文孓乱乱乱钆文孓骼订眩盯虬舛昀舛m乱龟乱乱乱乱乱乱乱乱乱 7 2 4 7 9 1 1 4 8 9 4 z 曩& 3 3 4 4 4 4 4 5已曩曩曩曩曩曩曩曩曩量 8 2 5 2 9 8 0 3 6 9 8 2 3 3 4 5 5 5 5 6&叭叭吼吼吼吼吼吼吼吼 9 3 8 2 7 3 7 3 2 7 1 引9 9 o 0 l l 2 3 3 4 吼吼吼m 叭m c ；m m m m 2 3 4 5 0 o 9 o 9 9 a 曩衣4 4 5 5 4 5 4 4 5 ；l 1 l 1 l l l 1 j fl 1 l 1 l 1 1 1 1 1，1上1l 第2 章膏体常规实验分析 表2 - 2 3 质量浓度为7 5 的煤泥在8 5m 3 h 流量下的压力表 2 5 0 5 0 0 7 5 0 1 0 0 0 1 2 5 0 1 5 0 0 1 7 5 0 2 0 0 0 2 2 5 0 2 5 0 0 2 7 5 0 3 0 0 0 1 0 7 9 1 0 8 3 1 0 7 2 1 0 7 2 1 0 8 1 0 7 5 1 0 9 6 1 0 8 5 1 0 4 9 1 0 8 8 1 0 7 2 1 0 7 6 1 0 2 7 1 0 2 8 1 0 2 6 1 0 2 5 l o 2 l o 2 3 1 0 2 4 1 0 2 1 0 2 2 1 0 1 9 1 0 ，2 1 1 0 3 1 9 3 4 9 3 3 9 3 1 9 3 l 9 2 9 9 2 6 9 2 7 9 2 7 9 2 5 9 2 4 9 2 2 9 1 8 5 1 3 5 1 1 5 11 5 ，1 2 5 1 1 5 1 l 5 1 1 5 1 1 5 0 9 5 0 9 5 0 9 5 1 1 4 6 7 4 6 6 4 6 8 4 6 8 4 6 7 4 6 8 4 6 9 4 6 7 4 6 7 4 6 8 4 6 5 4 6 l 3 9 4 3 9 3 3 9 4 3 9 3 3 9 3 3 9 4 3 9 4 3 9 5 3 9 4 3 9 4 j ，9 5 3 9 4 1 6 7 1 6 6 1 6 8 1 6 8 1 6 7 1 6 8 1 6 9 1 6 7 1 6 7 l ，6 8 1 6 5 1 6 7 表2 2 4 质量浓度为2 0 9 4 的城市污泥不同流量下的压力表 t a b2 2 4t h em a s sc o n c e n t r a t i o no f2 0 9 4 f l o wr a t eo ft h ep r e s s u r eg a u g e 2 5 9 7 8 6 6 2 2 3 7 2 3 3 6 1 1 6 3 6 9 7 1 1 1 1 ， 1 1 1 1 1 11 l 1 1 1 1 l 1 1 1 1 l 1 1 河北t 程大学硕士论文 2 5 2 结果分析 ( 1 ) 煤泥结果分析。根据对管道输送煤泥的实际测量结果，绘制不同输送 速度( 流量) 下的管道压力曲线和管道压力降曲线，如图2 - 7 所示。 l ： j 豢吲氐羹 测试曲线显示，布置在管路不同位置的1 # 8 # 的8 个压力变送器在不同 输送流量下的压力变化趋势是：压力随输送流量的增加而增加，当输送流量达到 7 5m 3 h 时，压力达到最大值，这与输送泵的工作方式相适应，因为煤泥泵在 工作时，靠液压油泵工作产生的压力油推动油缸工作带动煤泥泵的活塞运动推动 煤泥向前运动，而油泵工作时的偏摆角度决定了输出油量的多少，因而决定了煤 泥的输出量。根据油泵的工作原理，油泵的最小输出油量是最大值的2 5 ，最大 值为7 5 ，因此，对于实验用的1 0m 3 h 煤泥泵，其最小输出流量为2 5m ， ， 最大7 5m 3 ， 。 当流动指数”= 1 2 9 5 7 1 时，物料的煤泥的流变特性为胀塑性流体，此时煤 泥管道输送时的沿程压降急剧上升，这在输送中是要绝对避免出现的现象。煤泥 的粘度特性曲线如图2 - 8 所示。 d0 3 8 36 u 3 4 恻 担3 2 程 骷30 剪切速率( s - 1 图2 - 8 剪切速率与表观粘度曲线 f i g 2 - 8s h e a rr a t ea n da p p a r e n tv i s c o s i t yc u r v e 入距离( m ) 图2 - 9 质量浓度为7 5 的煤泥压降曲线 f i g 2 - 9m a s sc o n c e n t r a t i o no f 7 5 o f t h ed r o pc u r v e s 第2 章膏体常规实验分析 根据输送流量、输送距离与管道压力降的变化趋势，利用多项式拟合输送距离与压力的 关系： 0 = 6 5 m 3 h ，p = 1 1 3 8 2 0 0 8 8 l + 1 3 10 - 5 r( 2 2 ) 0 = 7