紅土礦流變特性的試驗研究

摘 要：在進行管道輸送的時候，漿體的流變參數(shù)影響漿體在管道中的水力輸送流態(tài)，因而也影響輸送的能耗。通過毛細管粘度計，對紅土礦樣做不同濃度和溫度的漿體流變實驗，通過線性回歸做出不同濃度的流變特性曲線，分析得出一個最佳的輸送濃度和溫度度。

關(guān)鍵詞：流變特性；賓漢體；濃度；溫度

前言

隨著工業(yè)革命發(fā)展，特別是現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，管道輸送業(yè)在世界范圍內(nèi)取得了突飛猛進的發(fā)展，固體粒狀物料的管道輸送，由于節(jié)能、保護環(huán)境等優(yōu)點， 發(fā)展很快[1]。

1試驗原理

毛細管粘度計的主要特點是在已知管子尺寸和其中懸液流速的條件下，測量懸液在層流時的摩擦損失。

礦漿在毛細管中流動，有一個阻力，管內(nèi)壁受一個剪切應(yīng)力設(shè)為τw

1.1 在毛細管取一段隔離體：

其平衡方程為：

1.2 礦漿在管內(nèi)的流動

1.2.1 賓漢體流變方程

在圓管管流條件下，假定切應(yīng)力是沿半徑方向直線分布，那么在距離圓管中心為r處的切應(yīng)力τ可以表示為：

1.2.2 管道內(nèi)流量

因為管道一般是圓形，距中心r處的流速都一樣，設(shè)為u（r），則q=2πr·u為圓環(huán)上的流量。設(shè)毛細管流量Q，則

式（11）可以看出：在管徑D確定的條件下，τw是流速的一次函數(shù)，其圖像為一條直線，該直線的斜率與管徑之積除以8就是膏體塑性黏度系數(shù)η的值，直線在τw軸上的截距的3/4則為屈服剪切應(yīng)力τ0的值。

2 試驗過程

在進行實驗的時候，對影響因素進行單一化控制，對于漿體的流變特性的影響因素主要有5種，分別是：顆粒的組成、形狀；濃度；溫度；絮凝劑；攪拌時間。本試驗只考慮單一因素的影響，控制其他影響因素[1]。

實驗所用紅土礦礦樣，在6個不同濃度（25%、30%、36%、38%、42%、43%）下做4組不同溫度（常溫、40°、60°、80°）的流變性能試驗。實驗過程與文獻[1]中一樣。

3 數(shù)據(jù)分析

由文獻[1]可以知道，在相同溫度下，濃度越大，礦漿粘度越大，對礦漿流變特性影響越明顯。在這個36%～38%濃度范圍內(nèi)，漿體的流變特性最優(yōu)，對管道輸送十分有利。

溫度對流變特性的影響同樣是明顯的，如圖1和圖2所示

由圖1可以看出礦漿濃度小于38%的時候，溫度的變化對剛度系數(shù)η影響不大；濃度較高時，溫度越高，剛度系數(shù)越小，粘度越小，越容易流動，溫度對剛度系數(shù)η的影響在高濃度時顯著，對低濃度影響偏小。

由圖2可以看出，隨著溫度的升高礦漿的屈服應(yīng)力τ0在降低，在低濃度時，溫度的變化對于屈服應(yīng)力的影響偏小，伴隨濃度的升高，溫度的影響逐漸明顯，與常溫狀態(tài)下相比，在40°時屈服應(yīng)力τ0下降的幅度比較大，比60°和80°的時候下降的幅度都要大，溫度對屈服應(yīng)力τ0的影響有一個最佳范圍。

4 結(jié)束語

通過不同濃度和溫度的漿體流變特性實驗，可以看出對礦漿流變特性影響：濃度是主要的，其次是溫度。溫度40°左右，濃度36%～38%對漿體的輸送最有利。

參考文獻

[1]賈利.濃度對紅土礦流變特性影響的試驗研究[J].中國科技投資，2013，26：186+189.

[2]黃玉誠，孫恒虎.尾砂作骨料的似膏體料漿流變特性實驗研究[J].金屬礦山，2003，（6）：8-10.

[3]費祥俊，漿體與粒狀物料輸送水力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1994.

[4]楊金艷，金英豪，姚香.漿體管道輸送有關(guān)技術(shù)的試驗研究[J].礦業(yè)工程，2009，7（3）：66-68.

作者簡介：賈利（1989-），男，漢族，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，現(xiàn)就讀于中國礦業(yè)大學(xué)（北京），資源與安全工程學(xué)院，采礦工程專業(yè)學(xué)術(shù)型碩士研究生，研究方向：綠色開采、充填采礦。endprint

摘 要：在進行管道輸送的時候，漿體的流變參數(shù)影響漿體在管道中的水力輸送流態(tài)，因而也影響輸送的能耗。通過毛細管粘度計，對紅土礦樣做不同濃度和溫度的漿體流變實驗，通過線性回歸做出不同濃度的流變特性曲線，分析得出一個最佳的輸送濃度和溫度度。

關(guān)鍵詞：流變特性；賓漢體；濃度；溫度

前言

隨著工業(yè)革命發(fā)展，特別是現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，管道輸送業(yè)在世界范圍內(nèi)取得了突飛猛進的發(fā)展，固體粒狀物料的管道輸送，由于節(jié)能、保護環(huán)境等優(yōu)點， 發(fā)展很快[1]。

1試驗原理

毛細管粘度計的主要特點是在已知管子尺寸和其中懸液流速的條件下，測量懸液在層流時的摩擦損失。

礦漿在毛細管中流動，有一個阻力，管內(nèi)壁受一個剪切應(yīng)力設(shè)為τw

1.1 在毛細管取一段隔離體：

其平衡方程為：

1.2 礦漿在管內(nèi)的流動

1.2.1 賓漢體流變方程

在圓管管流條件下，假定切應(yīng)力是沿半徑方向直線分布，那么在距離圓管中心為r處的切應(yīng)力τ可以表示為：

1.2.2 管道內(nèi)流量

因為管道一般是圓形，距中心r處的流速都一樣，設(shè)為u（r），則q=2πr·u為圓環(huán)上的流量。設(shè)毛細管流量Q，則

式（11）可以看出：在管徑D確定的條件下，τw是流速的一次函數(shù)，其圖像為一條直線，該直線的斜率與管徑之積除以8就是膏體塑性黏度系數(shù)η的值，直線在τw軸上的截距的3/4則為屈服剪切應(yīng)力τ0的值。

2 試驗過程

在進行實驗的時候，對影響因素進行單一化控制，對于漿體的流變特性的影響因素主要有5種，分別是：顆粒的組成、形狀；濃度；溫度；絮凝劑；攪拌時間。本試驗只考慮單一因素的影響，控制其他影響因素[1]。

實驗所用紅土礦礦樣，在6個不同濃度（25%、30%、36%、38%、42%、43%）下做4組不同溫度（常溫、40°、60°、80°）的流變性能試驗。實驗過程與文獻[1]中一樣。

3 數(shù)據(jù)分析

由文獻[1]可以知道，在相同溫度下，濃度越大，礦漿粘度越大，對礦漿流變特性影響越明顯。在這個36%～38%濃度范圍內(nèi)，漿體的流變特性最優(yōu)，對管道輸送十分有利。

溫度對流變特性的影響同樣是明顯的，如圖1和圖2所示

由圖1可以看出礦漿濃度小于38%的時候，溫度的變化對剛度系數(shù)η影響不大；濃度較高時，溫度越高，剛度系數(shù)越小，粘度越小，越容易流動，溫度對剛度系數(shù)η的影響在高濃度時顯著，對低濃度影響偏小。

由圖2可以看出，隨著溫度的升高礦漿的屈服應(yīng)力τ0在降低，在低濃度時，溫度的變化對于屈服應(yīng)力的影響偏小，伴隨濃度的升高，溫度的影響逐漸明顯，與常溫狀態(tài)下相比，在40°時屈服應(yīng)力τ0下降的幅度比較大，比60°和80°的時候下降的幅度都要大，溫度對屈服應(yīng)力τ0的影響有一個最佳范圍。

4 結(jié)束語

通過不同濃度和溫度的漿體流變特性實驗，可以看出對礦漿流變特性影響：濃度是主要的，其次是溫度。溫度40°左右，濃度36%～38%對漿體的輸送最有利。

參考文獻

[1]賈利.濃度對紅土礦流變特性影響的試驗研究[J].中國科技投資，2013，26：186+189.

[2]黃玉誠，孫恒虎.尾砂作骨料的似膏體料漿流變特性實驗研究[J].金屬礦山，2003，（6）：8-10.

[3]費祥俊，漿體與粒狀物料輸送水力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1994.

[4]楊金艷，金英豪，姚香.漿體管道輸送有關(guān)技術(shù)的試驗研究[J].礦業(yè)工程，2009，7（3）：66-68.

作者簡介：賈利（1989-），男，漢族，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，現(xiàn)就讀于中國礦業(yè)大學(xué)（北京），資源與安全工程學(xué)院，采礦工程專業(yè)學(xué)術(shù)型碩士研究生，研究方向：綠色開采、充填采礦。endprint

摘 要：在進行管道輸送的時候，漿體的流變參數(shù)影響漿體在管道中的水力輸送流態(tài)，因而也影響輸送的能耗。通過毛細管粘度計，對紅土礦樣做不同濃度和溫度的漿體流變實驗，通過線性回歸做出不同濃度的流變特性曲線，分析得出一個最佳的輸送濃度和溫度度。

關(guān)鍵詞：流變特性；賓漢體；濃度；溫度

前言

隨著工業(yè)革命發(fā)展，特別是現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，管道輸送業(yè)在世界范圍內(nèi)取得了突飛猛進的發(fā)展，固體粒狀物料的管道輸送，由于節(jié)能、保護環(huán)境等優(yōu)點， 發(fā)展很快[1]。

1試驗原理

毛細管粘度計的主要特點是在已知管子尺寸和其中懸液流速的條件下，測量懸液在層流時的摩擦損失。

礦漿在毛細管中流動，有一個阻力，管內(nèi)壁受一個剪切應(yīng)力設(shè)為τw

1.1 在毛細管取一段隔離體：

其平衡方程為：

1.2 礦漿在管內(nèi)的流動

1.2.1 賓漢體流變方程

在圓管管流條件下，假定切應(yīng)力是沿半徑方向直線分布，那么在距離圓管中心為r處的切應(yīng)力τ可以表示為：

1.2.2 管道內(nèi)流量

因為管道一般是圓形，距中心r處的流速都一樣，設(shè)為u（r），則q=2πr·u為圓環(huán)上的流量。設(shè)毛細管流量Q，則

式（11）可以看出：在管徑D確定的條件下，τw是流速的一次函數(shù)，其圖像為一條直線，該直線的斜率與管徑之積除以8就是膏體塑性黏度系數(shù)η的值，直線在τw軸上的截距的3/4則為屈服剪切應(yīng)力τ0的值。

2 試驗過程

在進行實驗的時候，對影響因素進行單一化控制，對于漿體的流變特性的影響因素主要有5種，分別是：顆粒的組成、形狀；濃度；溫度；絮凝劑；攪拌時間。本試驗只考慮單一因素的影響，控制其他影響因素[1]。

實驗所用紅土礦礦樣，在6個不同濃度（25%、30%、36%、38%、42%、43%）下做4組不同溫度（常溫、40°、60°、80°）的流變性能試驗。實驗過程與文獻[1]中一樣。

3 數(shù)據(jù)分析

由文獻[1]可以知道，在相同溫度下，濃度越大，礦漿粘度越大，對礦漿流變特性影響越明顯。在這個36%～38%濃度范圍內(nèi)，漿體的流變特性最優(yōu)，對管道輸送十分有利。

溫度對流變特性的影響同樣是明顯的，如圖1和圖2所示

由圖1可以看出礦漿濃度小于38%的時候，溫度的變化對剛度系數(shù)η影響不大；濃度較高時，溫度越高，剛度系數(shù)越小，粘度越小，越容易流動，溫度對剛度系數(shù)η的影響在高濃度時顯著，對低濃度影響偏小。

由圖2可以看出，隨著溫度的升高礦漿的屈服應(yīng)力τ0在降低，在低濃度時，溫度的變化對于屈服應(yīng)力的影響偏小，伴隨濃度的升高，溫度的影響逐漸明顯，與常溫狀態(tài)下相比，在40°時屈服應(yīng)力τ0下降的幅度比較大，比60°和80°的時候下降的幅度都要大，溫度對屈服應(yīng)力τ0的影響有一個最佳范圍。

4 結(jié)束語

通過不同濃度和溫度的漿體流變特性實驗，可以看出對礦漿流變特性影響：濃度是主要的，其次是溫度。溫度40°左右，濃度36%～38%對漿體的輸送最有利。

參考文獻

[1]賈利.濃度對紅土礦流變特性影響的試驗研究[J].中國科技投資，2013，26：186+189.

[2]黃玉誠，孫恒虎.尾砂作骨料的似膏體料漿流變特性實驗研究[J].金屬礦山，2003，（6）：8-10.

[3]費祥俊，漿體與粒狀物料輸送水力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1994.

[4]楊金艷，金英豪，姚香.漿體管道輸送有關(guān)技術(shù)的試驗研究[J].礦業(yè)工程，2009，7（3）：66-68.

作者簡介：賈利（1989-），男，漢族，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，現(xiàn)就讀于中國礦業(yè)大學(xué)（北京），資源與安全工程學(xué)院，采礦工程專業(yè)學(xué)術(shù)型碩士研究生，研究方向：綠色開采、充填采礦。endprint