SeriesNo.560February2023金属矿山METALMINE总第560期2023年第2期收稿日期2022-10-16基金项目国家自然科学基金项目(编号:51774137,51804121)。作者简介甘德清(1962—),男,教授,博士,博士研究生导师。多场耦合条件下充填料浆管输壁面滑移特性甘德清1,2薛振林1,2闫泽鹏1,2张友志1,2刘志义1,2(1.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山063200;2.河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009)摘要为了探究多场耦合作用下高浓度充填料浆管道输送过程中的壁面滑移特性,基于流体动力学理论与非牛顿流体的基本原理对管内料浆流动过程进行分析,建立考虑温度场—化学场—料浆流场的多场耦合数值模型。并通过Comsol进行数值计算,分析初始温度、料浆浓度及管径对壁面滑移速度的影响规律。将模型计算结果与实验结果进行对比,误差小于10%,证明了模型的有效性与可靠性。结果表明:温度升高,加剧尾砂颗粒的布朗运动,促使“絮网”结构向着“液网”结构转换,浆体黏度变小,滑移速度增大;管径增大,浆体所受剪切作用力变小,滑移速度减小,当管径达到180mm时浆体所受剪切作用力小于发生滑移的临界值,管道输送过程中不存在完整的滑移过程;料浆浓度越大,浆体发生滑移运动所需的临界剪切应力越大,同时料浆浓度较大时,其所形成的滑移层较厚,滑移速度偏大。关键词多场耦合壁面滑移特性高浓度管道输送滑移速度中图分类号TD853.34文献标志码A文章编号1001-1250(2023)-02-030-08DOI10.19614/j.cnki.jsks.202302005WallSlipCharacteristicsofHighConcentrationFillingSlurryunderMulti-fieldCouplingGANDeqing1,2XUEZhenlin1,2YANZepeng1,2ZHANGYouzhi1,2LIUZhiyi1,2(1.SchoolofMiningEngineering,NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,Tangshan063200,China;2.MiningDevelopmentandSafetyTechnologyKeyLabofHebeiProvince,Tangshan063009,China)AbstractInordertoexplorethewallslipcharacteristicsduringthehigh-concentrationfillingslurrypipelinetransporta-tionundermulti-fieldcoupling,basedonthebasicprinciplesoffluiddynamicstheoryandnon-Newtonianfluid,theslurryflowprocessinthepipelinewasanalyzedtoestablishtemperatureandchemicalreaction.Comsolwasusedfornumericalcalculationtoanalyzetheinfluenceofinitialtemperature,slurryconcentrationandpipediameteronwallslipvelocity.Theresultsofmodelcalculationwerecomparedwiththeexperimentalresults,...
