矿冶工程

作者：吉成才, 关英杰, 郑皓, 张明

单位：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

关键词：深海采矿,矿浆泵,颗粒粒径,管道输送,固液两相,CFD-DEM耦合,相内损耗

基金：国家重点研发计划(2019YFC0312400, 2016YFC0304103);中国五矿集团有限公司科技专项(2018ZXB06)

为掌握矿浆泵内部颗粒的运动规律, 考虑颗粒的体积效应和相内碰撞效应, 应用CFD-DEM耦合算法, 对扬矿模型泵内的粗颗粒-海水两相流实施了双向耦合非定常流动计算, 分析了不同粒径的颗粒在矿浆泵内的空间分布和运动特征。研究结果表明: 采用两相耦合的求解方式可以较好地模拟矿浆泵内的两相流场特性; 流动域内颗粒浓度略高于管线平均值, 叶轮和导叶内颗粒与流体呈现明显的分层运动, 小颗粒获取的能量高于大颗粒, 颗粒的存在增加了局部漩涡和相内损耗。计算结果与试验结果吻合较好, 证明本文计算方法有效, 研究结论可为深海矿浆泵的高效无堵塞设计和分析提供理论支撑。

来源：2021年第1期

《矿冶工程》期刊编辑部

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