超声波对全尾砂砂浆流变特性的影响

摘要

为改善充填砂仓中砂浆的流变特性,创新性地将超声场引入,利用声场辐射方式传播的特性,将超声场非接触性地作用于全尾砂砂浆介质中,研究充填砂仓中全尾砂砂浆在超声场作用下的流变特性。采用Brookfield R/S-SST软固体流变测试仪,测得不同浓度全尾砂砂浆的流变参数,并结合超声波作用机理分析其作用效果和影响原因。试验结果表明:分别对70%、72%、74%、76%和78%五种浓度全尾砂砂浆施加20 kHz和40 kHz两种频率下36 W、62 W、85 W、100 W的超声,黏度降幅可达6.421%~23.504%,屈服应力降幅达7.773%~33.125%。塑性黏度与功率存在显著的线性关系,屈服应力与功率存在明显的线性、二次、Boltzmann、Logistic分布关系。在其他试验条件相同的情况下,总体上40 kHz比20 kHz的超声作用效果相对明显,高功率优于低功率;超声波不仅能使砂浆颗粒产生机械振动,而且能产生明显的空化效应和热效应,在降低全尾砂砂浆的塑性黏度和屈服应力、改善砂仓中尾砂浆流动性和砂仓放砂等方面具有显著的优越性。