垂直管道颗粒沉降速度的影响因素

摘要

针对深部资源开采的"高井深"问题,研究了垂直管道水力提升过程中颗粒沉降速度的影响因素。基于球形颗粒的水中沉降机理,分别建立层流区、过渡区及紊流区的颗粒沉降速度表达式,对影响沉降速度的颗粒粒径、颗粒密度及水温进行敏感性分析,并考虑颗粒形状及浓度对沉降速度的影响。结果表明,在层流区和过渡区,各因素对沉降速度影响的敏感度随颗粒密度ρs与水密度ρ之间比值不同而变化,当层流区ρs>2ρ及过渡区ρs>3ρ时颗粒粒径>颗粒密度>水温,当层流区ρs颗粒粒径>水温;在紊流区,各因素对沉降速度影响的敏感度为颗粒密度>颗粒粒径>水温;球形颗粒沉降速度理论值大于不规则颗粒沉降速度实际值,可采用颗粒形状系数加以修正,且在干涉沉降过程中采用Richardson-Zaki公式,使计算结果符合工程实际。