高濃度充填料漿在垂直三通管路中的流動阻力研究

孟秀峰，白玉奇，王瑩瑩

(1.山西能源學院，山西 晉中 030600；2.北京奧信化工科技發展有限責任公司，北京 100083；3.金誠信礦業管理股份有限公司，北京 100070)

近年來礦山充填開采在國內得到了巨大的發展，由于高濃度充填料漿在管道內的運動狀態非常復雜、理論性的預測非常困難，給礦山充填管路的設計帶來了困擾。隨著超高速大容量電子計算機的出現，為研究流體在管道中流動的數值計算研究提供了便利。利用實測參數建立數學模型，運用適當的數值計算方法，可以得到合理結果。許多學者對充填料漿的管道局部損失的研究做了大量的工作，GuohuiGan[1]利用數值模擬的方法研究了主管和支管不同流量比時垂直三通管路分流的壓力損失系數，利用k-ε模型計算并指出了該模型對于分流三通具有較大的誤差。J.Perez[2]利用實驗和數值模擬研究三通管道的內部可壓縮流動，并對湍流模型的計算精度進行了分析。石喜[3]運用實驗對比和數值模擬的方式，得到分流三通管的局部損失系數隨分流比變化的表達式。本文以垂直的三通管路為研究對象，通過ANSYS中workbench數值計算平臺，利用Fluent流體軟件建立數值模型，模擬充填料漿在三通管路中的運動狀態，并計算出壓力損失與阻力系數，對礦山進行充填管路設計具有一定的指導意義。

1 充填料漿物理參數

根據室內實驗測量充填料漿的物理參數與性質，用以指導數值計算的參數選擇。其中，全尾砂來自北京周邊，膠凝材料選擇普通32.5硅酸鹽水泥，灰砂比1∶4，充填料漿的質量濃度78%。……