全尾砂-废石膏体流变特性及阻力演化

摘要

为了研究全尾砂-废石膏体的管道输送特性,采用流变仪测试了不同尾砂-废石质量比(尾废比)及固体质量分数条件下膏体的流变特性,构建了综合考虑密实度、灰砂比及体积分数的输送阻力方程.将该方程代入Comsol软件中进行模拟计算并与环管实测结果进行对比验证,数值模型所测误差均在7%以内,说明该模型用于计算全尾砂-废石膏体的阻力特性是合理的,还模拟了不同浓度、尾废比及初始速度条件下管道输送阻力的变化特征.实验结果表明:塑性黏度和屈服应力随着粗骨料膏体固体质量分数和尾废比的增加而增大;由于颗粒间的摩擦效应导致阻力损失随尾废比的增加呈先增大后减小的趋势,阻力损失在尾废比5∶5处取得最小值;固体质量分数增大导致水含量的降低,使粗骨料浆体难以流动,从而导致阻力损失快速增长;初始流速增加,颗粒运动变得不稳定,摩擦加剧,并于“拐点”—2.2 m·s^(-1)处阻力损失的增长率大大提高.研究成果对于粗骨料膏体管输系统的设计具有一定借鉴意义.