[其他]浆体管道输送设计参数的模拟方法及其装置

说明书

浆体管道输送设计参数模拟方法及其装置。本发明是用微型搅拌装置来模拟管道中的流态，测出若干种浆体产生淤积的悬浮临界转速ｎ和一定转速下的功率准数Ｎ，再与环管试验的淤积临界流速Ｖ和摩阻损失系数λ结果对比，定出相关式及其系数和指数，存入数据库待用。在此后的同类浆体管道设计时，只需作搅拌模拟试验利用存入的系数和指数就可预测出Ｖ和λ。本法较流变仪测定准确且应用范围广，比环管试验所用物料和所花时间大为减少，每次试验可省费用三至五万元。

本发明涉及一种取得固体物料浆体管道输送主要设计参数的模拟试验方法及其试验装置。属于管道运输技术领域中的浆体管道设计范畴。

浆体管道输送的主要设计参数淤积临界流速和管道摩阻损失系数过去多用经验公式计算。但局限性和误差均较大、在工程设计实践中需进行半工业性的环管试验或流变仪试验。前者虽属可靠但规模较大。所需试料较多。试验时间较长，费用较昂贵;后者属于室内静态小型试验。但不能得出淤积临界流速，摩阻损失系数也是通过测定浆体粘度间接得出的，又不能防止浆体颗粒的沉降。结果偏差较大。

本发明给出了一种用少量物料，在较短时间内，可防止颗粒沉降的动态模拟试验方法，精度可满足可行性研究和初步设计计算要求，费用较省。

根据化工单元操作原理，浆体搅拌与管流的运动具有相似性，其搅拌悬浮临界转速n和功率消耗（以功率准数N表示）与管流淤积临界流速V和管道摩阻损失系数λ之间存在着对应的指数关系。

（一）、n和V的相关式：

文献一（“液体搅拌”，丁绪维、周理编著，化学工业出版社1983年出版）第77页给出了ZWIETERING的悬浮临界转速与浆体特性和装置尺寸间的一般关联式，当用搅拌容器内径T与叶轮直径D〈`;;n`〉之比为2倍，与叶轮到容器底距H₁之比为4倍的二叶平浆叶轮时，采用文献-78页图2-9C线所示的系数和指数可得

nβ=FN2gDn(ρS-ρ)/ρ ]]>

F_N＝f₁（d，C_v，D_n） （1）

式中g为重力加速度，ρ_S为固体物料比重，ρ为水的比重，d为颗粒直径、C_V为浆体体积浓度。

文献二（“固体物料的浆体管道输送”，E.J.瓦斯普等著，水利出版社1980年出版）第131页给出了杜兰特的管流淤积流速关系式

V=FL2gD(ρS-ρ)/ρ ]]>

F_L＝f₂（d，C_V） （2）

式中D为管道内径，其他符号同前

当取D_n＝D进行模拟试验时，对比（2）式和（1）式

V＝K₂n^β （4）