較高流速下水煤漿的流變特性實(shí)驗研究

∥商界論壇較高流速下水煤漿的流變特性實(shí)驗研究趙旭摘要:本文通過(guò)管流法實(shí)驗,研究了較高流速條件下的水煤漿管道流動(dòng)的流變特性,對較髙流速下的水煤漿的流變特性進(jìn)行分析和討論。關(guān)鍵詞:水煤漿;流變特性;滑移特性;較高流速引言剪切力作用時(shí)抵抗變形的特性,它直接影響水煤漿在管道內流動(dòng)時(shí)壓力水煤漿具有液體一樣的流動(dòng)性和穩定性,被稱(chēng)為液態(tài)煤炭產(chǎn)品。使用水損失的大小,從圖4.1和圖4.2中可以看出,隨著(zhù)流速的增加,兩種煤漿替代燃油和燃氣是理想方案。水煤漿的流變特性主要研究流體的剪切應濃度的水煤漿阻力損失迅速地增加,而且濃度越高壓力損失就越大。在力和剪切速率之間關(guān)系的規律,它是研究非流體力學(xué)流動(dòng)規律的基礎。本次相同的剪切速率下,隨著(zhù)固相濃度的增加,水煤漿的表觀(guān)粘度表現出增實(shí)驗旨在研究水煤漿在較高流速下管道輸送過(guò)程中的流變特性、滑移特性及加的趨勢。這是因為隨濃度增加,漿體間空隙率下降,固相顆粒更加緊參數變化規律,獲得較大雷諾數下的水煤漿流變特性和流動(dòng)特性。為水煤漿密,顆粒流動(dòng)不僅要克服流體和顆粒間產(chǎn)生的較大摩擦,而且還要克服輸送和管路設計提供一定的理論和實(shí)驗依據,為工程應用提供設計參數。顆粒間的相互作用力,使得流動(dòng)的表觀(guān)粘度增大。1)管流法的原理及流變模型管流法測量流體的流變模型時(shí),流體在管道內做恒定剪切流動(dòng),通過(guò)測量流體流經(jīng)管道內的體積流量及一段管長(cháng)L上相應的壓降AP,它們通過(guò)一定的轉換都能間接地提供流體的剪切速率與剪切應力之間的關(guān)系。用管流法原理測量水煤漿的流變特性時(shí),認為水煤漿是不可壓縮的流體,并對其在管道內的流動(dòng)作如下假設:粘性層流、穩定流動(dòng)、均勻流動(dòng)、沿管壁無(wú)滑移。在上述假設下,設水平圓管的內徑為D,流體在管內流動(dòng)的體積流量為Q。,在管長(cháng)L上產(chǎn)生的流體壓降為△P,對流體層流流動(dòng)方程式如下R..=(1+3有切速本三式即可確定流體的流變模型2。圖4.3SH56.48%流變特性曲線(xiàn)2)水煤漿的級配試驗煤種為神華煤,顆粒真實(shí)密度為1.365g/cm3,煤粉經(jīng)過(guò)標準篩篩分,三種顆粒的平均粒徑分別為52μm、156μm和266μm。所有漿體均由煤粉、自來(lái)水和添加劑(由南京大學(xué)水煤漿國家工程研究中心提供)在儲罐中經(jīng)過(guò)充分攪拌混合而成。當漿體固相體積分數改變時(shí),均采用新制備的漿體。所有制備的漿體中添加劑的量均采用添加劑(kg)/煤粉(kg)保持在相同水平。采用雙峰分布顆粒制漿,小顆粒能夠進(jìn)入到大顆粒無(wú)法進(jìn)入的空隙,小顆粒在這空隙中充當了“潤滑的作用,從而能夠有效地降低漿體的黏度,增加漿體的最大體積分數。經(jīng)實(shí)驗驗證。當小顆粒體積分數為35%時(shí),體積濃度分別為46.4%和49.1%的漿體黏度最小。3、水煤漿流變特性實(shí)驗圖4.4SH54.93%流變特性曲線(xiàn)3.1試驗樣品采用神華煤按照第三章獲得的最佳配比進(jìn)行配漿,分批加入煤粉通過(guò)圖4.3和圖4.4可以知道兩種濃度的漿體屬于屈服冪率體模型,可以看出兩種漿體都呈現出不同程度的膨脹特性。漿體呈現膨脹特水以及添加劑,攪拌器不停攪拌,共制備了兩種不同濃度的水煤漿進(jìn)行性將會(huì )導致漿體剪切變稠,使得黏度隨著(zhù)剪切速度的增加而增加,可以比較,共制備了兩種不同濃度的水煤漿進(jìn)行比較質(zhì)量濃度分別為:56.明顯看出,漿體的表觀(guān)黏度隨著(zhù)流速的增加而增加。主要是因為在制備484%、54.9376%。3.2試驗流程這些煤漿時(shí),加人了過(guò)多的細粉,致使在接下來(lái)的超細化處理過(guò)程中雙方經(jīng)過(guò)多次攪動(dòng)摩擦,使得煤的表面結構發(fā)生了巨大的變化,原本凹開(kāi)啟攪拌機,對漿體進(jìn)行攪拌→開(kāi)啟電腦采樣器→開(kāi)啟螺桿泵,使凸不平的煤變得光滑扁平,最終讓煤的表面積逐漸擴大,煤的表面張力漿體進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)→改變螺桿泵轉速進(jìn)行采樣→通過(guò)調整螺桿泵轉速改和疏水性也有相當程度的提高。在制造水煤漿的過(guò)程里,使用了分散變漿體流速,當壓力穩定后進(jìn)行測量→實(shí)驗完畢關(guān)閉設備。4、流變特性結果與分析劑,讓煤與煤之間的粘合性降低,這些超細的煤粉在運動(dòng)過(guò)程中逐漸形通過(guò)改變螺桿泵的轉速改變循環(huán)系統中的漿體流量,由數據采集系成了結構較為緊密的水化膜。統每隔0.02秒采集一次數據,根據管流法處理數據,擬合流變模型,5、結論經(jīng)處理得到如下曲線(xiàn)較高流速下,相同剪切速率下,水煤漿的表觀(guān)粘度隨著(zhù)濃度的增加而增加。這主要是由于濃度升高,漿體間的空隙率下降,顆粒更加靠·c近,顆粒流動(dòng)不僅要克服流體與顆粒間產(chǎn)生的較大摩擦,而且要克服粒子間強烈的相互作用,從而導致流體阻力的增加。在較高流速下的水煤漿隨著(zhù)流量的增加而壓差逐漸增大,而且增大的速率要比較低流速狀態(tài)下的水煤漿壓損的速率要大得多,這是由于層流狀態(tài)下流速穩定,壓損用于克服顆粒間的粘性力,而湍流狀態(tài)下慣性力對流場(chǎng)的影響大于黏滯力,流體流動(dòng)較不穩定進(jìn)而壓損消耗較大。(作者單位:大唐長(cháng)春第二熱電有限責任公司)參考文獻:[1任遠等中國煤化工研究[J4.155648%壓降隨流量變化關(guān)系曲線(xiàn)42sH49%壓降隨流量變化關(guān)系曲線(xiàn)[2]董平,呂在水煤漿的流變參數中,表觀(guān)粘度是較重要的一個(gè)。它是流體受到煤技術(shù),HCNMHG特性的研究[],選Business383·