∥商界論壇較高流速下水煤漿的流變特性實(shí)驗(yàn)研究趙旭摘要:本文通過(guò)管流法實(shí)驗(yàn),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(duì)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(nèi)流動(dòng)時(shí)壓力水煤漿具有液體一樣的流動(dòng)性和穩(wěn)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,隨著流速的增加,兩種煤漿替代燃油和燃?xì)馐抢硐敕桨?。水煤漿的流變特性主要研究流體的剪切應(yīng)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(guī)律,它是研究非流體力學(xué)流動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)。本次相同的剪切速率下,隨著固相濃度的增加,水煤漿的表觀粘度表現(xiàn)出增實(shí)驗(yàn)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(shì)。這是因?yàn)殡S濃度增加,漿體間空隙率下降,固相顆粒更加緊參數(shù)變化規(guī)律,獲得較大雷諾數(shù)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(shè)計(jì)提供一定的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù),為工程應(yīng)用提供設(shè)計(jì)參數(shù)。顆粒間的相互作用力,使得流動(dòng)的表觀粘度增大。1)管流法的原理及流變模型管流法測(cè)量流體的流變模型時(shí),流體在管道內(nèi)做恒定剪切流動(dòng),通過(guò)測(cè)量流體流經(jīng)管道內(nèi)的體積流量及一段管長(zhǎng)L上相應(yīng)的壓降A(chǔ)P,它們通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換都能間接地提供流體的剪切速率與剪切應(yīng)力之間的關(guān)系。用管流法原理測(cè)量水煤漿的流變特性時(shí),認(rèn)為水煤漿是不可壓縮的流體,并對(duì)其在管道內(nèi)的流動(dòng)作如下假設(shè):粘性層流、穩(wěn)定流動(dòng)、均勻流動(dòng)、沿管壁無(wú)滑移。在上述假設(shè)下,設(shè)水平圓管的內(nèi)徑為D,流體在管內(nèi)流動(dòng)的體積流量為Q。,在管長(zhǎng)L上產(chǎn)生的流體壓降為△P,對(duì)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2)水煤漿的級(jí)配試驗(yàn)煤種為神華煤,顆粒真實(shí)密度為1.365g/cm3,煤粉經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家工程研究中心提供)在儲(chǔ)罐中經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杌旌隙伞．?dāng)漿體固相體積分?jǐn)?shù)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(dāng)了“潤(rùn)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?jǐn)?shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。當(dāng)小顆粒體積分?jǐn)?shù)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(yàn)圖4.4SH54.93%流變特性曲線3.1試驗(yàn)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(xiàn)出不同程度的膨脹特性。漿體呈現(xiàn)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(dǎo)致漿體剪切變稠,使得黏度隨著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,漿體的表觀黏度隨著流速的增加而增加。主要是因?yàn)樵谥苽?84%、54.9376%。3.2試驗(yàn)流程這些煤漿時(shí),加人了過(guò)多的細(xì)粉,致使在接下來(lái)的超細(xì)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(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化,原本凹開(kāi)啟攪拌機(jī),對(duì)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(kuò)大,煤的表面張力漿體進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)→改變螺桿泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣→通過(guò)調(diào)整螺桿泵轉(zhuǎn)速改和疏水性也有相當(dāng)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(dāng)壓力穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)量→實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉設(shè)備。4、流變特性結(jié)果與分析劑,讓煤與煤之間的粘合性降低,這些超細(xì)的煤粉在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中逐漸形通過(guò)改變螺桿泵的轉(zhuǎn)速改變循環(huán)系統(tǒng)中的漿體流量,由數(shù)據(jù)采集系成了結(jié)構(gòu)較為緊密的水化膜。統(tǒng)每隔0.02秒采集一次數(shù)據(jù),根據(jù)管流法處理數(shù)據(jù),擬合流變模型,5、結(jié)論經(jīng)處理得到如下曲線較高流速下,相同剪切速率下,水煤漿的表觀粘度隨著濃度的增加而增加。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(qiáng)烈的相互作用,從而導(dǎo)致流體阻力的增加。在較高流速下的水煤漿隨著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(wěn)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(duì)流場(chǎng)的影響大于黏滯力,流體流動(dòng)較不穩(wěn)定進(jìn)而壓損消耗較大。(作者單位:大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司)參考文獻(xiàn):[1任遠(yuǎn)等中國(guó)煤化工研究[J4.155648%壓降隨流量變化關(guān)系曲線42sH49%壓降隨流量變化關(guān)系曲線[2]董平,呂在水煤漿的流變參數(shù)中,表觀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·