基于T-H耦合的膏体充填料浆管道输送阻力损失计算方法技术

本发明专利技术属于采矿技术中的膏体充填技术领域，尤其是涉及一种基于T‑H耦合的膏体充填料浆管道输送阻力损失计算方法，其特征在于将膏体充填料浆视为均质流体，将其流动场和温度场进行耦合，采用欧拉法描述流体流动，利用流体传热的微分方程描述温度场的作用，将温度效应耦合到流体流动的能量方程中，构成T‑H耦合数学模型，对流变仪测定的参数进一步优化，进而能快速准确地预测T‑H耦合过程中膏体充填料浆的管输特性，对于充填管路设计以及膏体充填料浆参数配比设计具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于T-H耦合的膏体充填料浆管道输送阻力损失计算方法
本专利技术属于采矿技术中的膏体充填
，尤其是涉及一种基于T-H耦合的膏体充填料浆管道输送阻力损失计算方法。
技术介绍
膏体充填具有不易发生离析和沉淀、充填体力学性能良好，强度高，采场脱水量少，充填成本低，环境友好等优点，是未来矿山充填技术的发展方向。数学模型是描述膏体充填料浆流动的有效手段，它能够预测不同条件下膏体充填料浆的流变特性，得到合理的充填料浆管输参数，从而防止发生料浆堵管等诸多问题。充填料浆管道输送参数的选择在膏体充填系统设计、生产调试过程中具有举足轻重的作用。目前尾砂膏体充填料浆管输特性测定的方法主要有两种：一是通过室内流变仪测得流变参数，然后通过公式计算输送参数；二是利用环管试验的方法测得管输参数。第一种方法的局限性比较大，与工程实际相差较大，直接导致充填料浆输送参数不准确，需要通过工业化试验进行优化；第二种方法测试得到的参数最符合工程实际，但是由于其需要消耗大量的人力、物力和财力，极大地限制了其发展和应用。另外，温度也是影响膏体料浆输送特性的一大因素。温度的改变会引起膏体料浆的内部压力变化，导致料浆对管道的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于T‑H耦合的膏体充填料浆管道输送阻力损失计算方法，其特征在于，包括以下步骤：一、方法建立的假设(1)膏体充填具有不易发生离析和沉淀的特点，因此将充填料浆看成是均匀连续介质来研究；(2)各个方向的力学性质相同；(3)浆体在流动过程中是不可压缩的；(4)考虑浆体流动引起的热传递和热对流；二、T‑H耦合管输模型的建立(1)流体流动控制方程由于浆体是不可压缩的均质体，密度为常数，故连续性方程为：

【技术特征摘要】
1.一种基于T-H耦合的膏体充填料浆管道输送阻力损失计算方法，其特征在于，包括以下步骤：一、方法建立的假设(1)膏体充填具有不易发生离析和沉淀的特点，因此将充填料浆看成是均匀连续介质来研究；(2)各个方向的力学性质相同；(3)浆体在流动过程中是不可压缩的；(4)考虑浆体流动引起的热传递和热对流；二、T-H耦合管输模型的建立(1)流体流动控制方程由于浆体是不可压缩的均质体，密度为常数，故连续性方程为：式中，u、v、w为速度矢量沿x、y、z轴的三个速度分量。流体的运动方程为：式中，X、Y、Z分别表示流体微元在x、y、z方向上的面力，p为表示流体微元受到的面力的合力，ρ为流体的密度，μ是流体粘度。在膏体充填料浆输送过程中，伯努利方程是决定料浆运动过程中能量间相互关系的重要公式。按照能量守恒原理，膏体充填料浆为均质流，则可按照均质流体导出伯努利方程式：式中，z1、z2为单位流体的位置；p1、p2为流体在位置z1、z2处的压力；γ为料浆的容重；v1、v2为料浆在z1、z2处的流速；H1-2为单位能量损失。粘度模型采用非牛顿Carreau模型：式中，μ0为零剪切粘度；μinf为无限大剪切速率粘度；λ为稠度指数；n为流动指数；上述各参数由试验测定。热量平衡方程为：膏体充填料浆是均质结构性流体。料浆与其周围环境之间的热交换主要通过两种方式：热传导和热对流。应该指出的是，由于辐射的热传递是...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠红，高源，吴迪，霍苗苗，董海楠，窦国语，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21