云南大红山管道有限公司 云南昆明 650300
摘要：长距离浆体管道输送技术多用于矿产业，其本身具有节省土地、适应性强的特点。本文首先对管道阻力损失造成的影响进行分析，然后结合前人研究结果，提出一种更为高效的基于粒径分布规律的远程阻力模型，经过试验，可以发现此模型在长距离浆体管道输送中的应用可以取得良好的效果。
关键词：浆体管道输送；远程阻力；粒径分布规律
前言：在我国，典型的长距离浆体管道输送工程有贵州瓮福的磷精矿、山西太钢尖山的铁精矿、昆钢大红山的铁精矿等，随着经济发展速度的不断提升，管道运输要求也在不断增强，在进行管道运输时，必须要考虑到流体的特性和粒级组成的复杂性。
一、管道阻力损失的影响
管道阻力损失关系到长距离浆体管道输送工作的运行安全性与稳定性，阻力损失是重要工程数据的损失，会让管道输送环节调度受到影响，有可能会产生泄露、多级泵站连打等问题；管道阻力损失会影响到动力系统的安装与配置，管道阻力损失和管道能量消耗是息息相关的，泵站的选型、安装的方式都会受到影响；管道阻力损失会对管道系统的设计造成影响，只有了解管道系统的阻力损失，才能够对浆体流速、浓度等参数进行设定，进而实现效率最大化的目标，让工业生产环节更具经济性[1]。
二、基于粒径分布规律的远程阻力模型
利用模拟实验的方法可以对管道输送摩阻损失予以确定，利用小管径循环管道可以对一定流速和一定浓度下的水力坡度进行确认，然后利用试验结果可以推导出大管径的水力坡度，但这种方法使用的是环形管道，因为管道阻力、输送流速以及成本投入的原因，此种方法所取得的结果并不理想。而当前沿程阻力模型主要有E.J.Wasp复合流阻力模型、工业浆体水力模型和双层代数模型，这些模型均存在一定弊端，因此，考虑到流相流体的紊动特性、浆体的基本参数模型、固液两相流在管道内的流动特性，将固液两相流看作是混合物，本文提出一种基于粒径分布规律的远程阻力模型。
水流挟沙运动的两种基本形式为悬移质运动与推移质运动。矿浆管道的悬移质运动与推移质运动在粒径组成方面是不均匀且大小相间的。在悬移质中，最小粒径的确认工作存在困难，对此，需要引入河流泥沙分类手段。对悬移质的运动状态和相关理论进行分析，可以发现在粒径减小到一定数值时，在床面上会不再停留，水流可能会得到小颗粒泥沙的补给。在悬移质中，按照水深来看，固体浓度的分布是下浓上稀的，存在梯度规律，冲刷效果、悬移质和含沙量梯度是互相制约的，紊动扩散作用会受到含沙量的影响，二者有着正线性关系，利用此关系，结合前人研究的相关公式，可以进行模型推导。设各级粒径在空间坐标各自所占比例是Gj，平均体积浓度或是溢出的浓度是Gj(y)，Krabelas提出的水平直管非均匀颗粒浆体的固体浓度分布公式为：
模型的不同会让沿程阻力损失的计算结果出现差异，针对测量值以及预测值进行比较，依照Wasp模型，其误差范围大约为10%~34%，依照双层代数模型，其误差范围大约为3%~17%，但本文所建立的基于粒径分布的远程阻力模型误差范围大约为1%~4%，由此可见，此模型测量结果较好。
结论：综上所述，在长距离浆体管道输送中的沿程阻力测量中，应用基于粒径分布规律的远程阻力模型，将阻力损失依照成因分成多个部分的方法可以将受到的流速影响予以削弱，具有良好的可靠性与精确性。进而为我国使用浆体管道输送技术的相关企业做出贡献。
参考文献：
[1]陈光国.我国长距离浆体管道输送系统的应用概况与展望[J].金属矿山,2015,05:153-157.
[2]吴优,秦德庆,夏建新.浆体长距离管道输送全过程压力变化分析[J].矿冶工程,2016,3601:15-19+25.
论文作者:陈建
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/24
标签：管道论文; 阻力论文; 粒径论文; 模型论文; 悬移质论文; 损失论文; 浓度论文; 《基层建设》2018年第8期论文;