矿冶工程

作者：吴卓, 郑皓, 吉成才, 关英杰, 黎宙

单位：1.长沙矿冶研究院有限责任公司 深海矿产资源开发利用国家重点实验室，湖南 长沙 410012; 2.湖南大学 机械与运载工程学院，湖南 长沙 410082

关键词：深海采矿,管道输送,CFD-DEM,Y形管,颗粒流,数值模拟

基金：国家重点研发计划(2021YFC2801700); 湖南省自然科学基金(2021JJ40552)

针对深海采矿泵管输送试验系统中Y形管内流场复杂和矿石泄露风险等问题，采用CFD-DEM方法，对不同速度、不同体积浓度和不同粒径的矿石颗粒进行数值模拟计算，分析了Y形管内颗粒群的运动特性和流场分布规律。结果表明，Y形管内流场分布受弯管曲率和Y形管入口流量分配影响; 颗粒群在弯管内贴壁流动，受到上升流作用后颗粒向上偏移; 当上升流流速不足、颗粒体积浓度高及颗粒粒径较大时，会造成颗粒沿着底部管道流失，随着上升流速减小、颗粒体积浓度增大及颗粒粒径增大，颗粒通过底部管道流失不断增大; 颗粒流的存在导致Y形管内低压漩涡区强度和尺度均减弱。

来源：2023年第1期

《矿冶工程》期刊编辑部

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