非牛顿流体管道流动方程及其近似解

发布时间：2021-09-28 06:20

　　为准确计算非牛顿流体充填料浆在不同工况条件下的充填流量和沿程阻力并以之指导充填工程实践,对非牛顿流体充填料浆在管道内的流动行为进行了研究.首先根据流变学以及流体力学理论,对充填料浆在管道内的流动状态进行分析,确定了非牛顿流体管道输送的层流临界条件;然后推导出近似管道流量方程,大幅度的降低了计算量、简化了计算过程;最后根据所构建的非牛顿流体管道流量方程组和近似管道流量方程组,以铜矿选厂全尾砂和325普通硅酸盐水泥制备了固体质量分数为71%、水泥掺量为11%的非牛顿流体充填料浆进行了环管试验,并分别以精确解法和近似解法对其屈服应力τ_B、稠度系数K和幂率指数n进行了计算.研究结果表明:试验料浆在管道半径R为0.75 m、管道总长L为26 m及压差ΔP分别152 376、132 219、109 576 Pa时,流量Q分别为119.6、73.1、24.3 m³/h;基于试验结果以精确解法所求解的τ_B为128.098 3 Pa、K为0.450 6、n为1.109 7,以近似解法所求解的τ_B为138.965 2 ... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2020,52(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

本文的研究路线

流体在圆管内的剪应力分布

当考虑τB存在情况时,流体在管道内的速度分布如图3所示.当τB不为0时,管道中柱塞流区和剪切流区同时存在,柱塞流区和剪切流区的特征为:在柱塞流区r0内,各流层的速度相等且最大;在剪切流区各流层的速度不等,且越靠近管壁速度越小.

【参考文献】：
期刊论文
[1]管道层流通用方程的推导及试验验证[J]. 兰文涛,吴爱祥.  华中科技大学学报(自然科学版). 2019(11)
[2]幂律流体双股碰撞雾化特征的实验研究[J]. 王辉,刘彦甫,曹伟,秦雪箭,吴少华.  哈尔滨工业大学学报. 2018(07)
[3]颗粒堆积多孔介质内幂律流体的流动阻力特性[J]. 田兴旺,王平,徐士鸣.  哈尔滨工业大学学报. 2017(01)
[4]污泥管道输送沿程阻力影响因素分析[J]. 陆海,尹军,袁一星,王建辉,林英姿,吴磊.  哈尔滨工业大学学报. 2013(06)
[5]用L管测定膏体料浆水力坡度试验研究[J]. 陈琴瑞,王洪江,吴爱祥,翟永刚,张仪,章清涛.  武汉理工大学学报. 2011(01)
[6]基于粒子的非牛顿流体模拟统一模型[J]. 孙洪全,韩纪庆.  哈尔滨工业大学学报. 2010(07)

博士论文
[1]半水磷石膏基矿用复合充填材料及其管输特性研究[D]. 兰文涛.北京科技大学 2019

硕士论文
[1]金属矿山尾矿高浓度管道输送技术研究[D]. 杨超.山东理工大学 2011



本文编号：3411395