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★ 的清洁回收利用 ★

煤泥浓密膏体流变特性测试方法研究进展

陈春(chun)瑞1,2,3,王鹏程4,杨凤玲1,2,3,张圆圆1,2,3

(1.山(shan)西大学,山(shan)西省太原(yuan)市, 030006;2.CO2减排(pai)与资(zi)源化利用(yong)教育(yu)部工程(cheng)研究(jiu)中心(xin),山(shan)西省太原(yuan)市,030006;3.国家环境保护煤(mei)炭废(fei)弃物(wu)资(zi)源化高效利用(yong)技(ji)术重点实验室,山(shan)西省太原(yuan)市, 030006;4.山(shan)西河坡(po)发(fa)电有限责(ze)任公司,山(shan)西省阳泉(quan)市,045000)

摘(zhai) 要(yao) 煤(mei)泥(ni)(ni)(ni)输(shu)送(song)是资源化利用中的重要(yao)环节之一(yi),准确测(ce)定(ding)(ding)煤(mei)泥(ni)(ni)(ni)膏体的流变(bian)特(te)性及(ji)获取流变(bian)参数,对(dui)煤(mei)泥(ni)(ni)(ni)输(shu)送(song)管道的设计及(ji)输(shu)送(song)过程的控制至(zhi)关重要(yao)。目前国内外测(ce)定(ding)(ding)煤(mei)泥(ni)(ni)(ni)膏体流变(bian)特(te)性的方法主要(yao)有管流法和旋(xuan)转法2大(da)类。系(xi)统(tong)地介绍了这2种主流方法的测(ce)试原理,在(zai)分析煤(mei)泥(ni)(ni)(ni)理化特(te)性的基础上,分别就测(ce)定(ding)(ding)原理、测(ce)试装置、测(ce)试方法、测(ce)定(ding)(ding)参数及(ji)测(ce)定(ding)(ding)结(jie)果等进行了分析比较。

重要性词(ci) 煤泥;流变(bian)特性;膏体;管流法;旋(xuan)转(zhuan)法;管道输送

0 引言

煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)主要(yao)是(shi)原(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)经(jing)洗选后(hou)的(de)(de)(de)底流(liu)(liu)经(jing)压滤脱水工艺后(hou)形(xing)成的(de)(de)(de)选煤(mei)(mei)(mei)(mei)废(fei)弃(qi)物(wu),具有持(chi)水性高(gao)(gao)、粒度(du)(du)细(xi)、黏性大(da)、常压下(xia)不(bu)具有流(liu)(liu)动性的(de)(de)(de)特点(dian)[1-4],是(shi)一(yi)种典型(xing)(xing)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)浓度(du)(du)黏稠物(wu)料(liao),堆积形(xing)态极不(bu)稳定[5],遇水易(yi)(yi)流(liu)(liu)失。煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)中的(de)(de)(de)有毒有害物(wu)质(zhi)经(jing)雨水冲刷,随地表物(wu)质(zhi)进入水体,极易(yi)(yi)造成水污染[6]。煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)风干易(yi)(yi)飞扬,导致大(da)气(qi)中颗粒物(wu)升高(gao)(gao)[7]。此外(wai),不(bu)易(yi)(yi)贮存(cun)和运输(shu)的(de)(de)(de)特点(dian)限(xian)制了煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)的(de)(de)(de)资(zi)(zi)源化(hua)利(li)用。目前煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)资(zi)(zi)源化(hua)利(li)用的(de)(de)(de)途径主要(yao)有锅炉直(zhi)接(jie)燃(ran)(ran)烧、制作型(xing)(xing)煤(mei)(mei)(mei)(mei)、生物(wu)质(zhi)型(xing)(xing)煤(mei)(mei)(mei)(mei)、型(xing)(xing)焦等[8],其中燃(ran)(ran)煤(mei)(mei)(mei)(mei)电厂(chang)直(zhi)接(jie)燃(ran)(ran)烧是(shi)煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)大(da)规模资(zi)(zi)源化(hua)利(li)用的(de)(de)(de)重要(yao)方式,而稳定输(shu)送(song)(song)是(shi)煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)在电厂(chang)资(zi)(zi)源化(hua)利(li)用的(de)(de)(de)重要(yao)环节。准确获取(qu)煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)变特性参数,以此为依据设(she)计合理的(de)(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)泵(beng)送(song)(song)管道(dao)并合理调(diao)整泵(beng)送(song)(song)参数,对煤(mei)(mei)(mei)(mei)泥(ni)的(de)(de)(de)稳定输(shu)送(song)(song)意义重大(da)。

某某人在了解煤泥化学实验操作特征的条件上,体系了解相对相当了当前2种热门测评软件工艺,即管流法和翻转法,各自就检测法机理、测评软件传动装置、测评软件工艺、检测法基本参数及检测法结论等实现了了解相对相当,并组合数据模拟机法,对素煤泥膏体流变特征的检测法实现了回顾。

1 煤泥的理化特性

1.1 煤泥的基本理化性质

确定采煤和选煤工艺设备的各种,煤泥大致相同可分选煤厂的浮选尾煤、煤水搅拌物涌现出的煤泥、煤矿排水道挟带的煤泥。

按照灰(hui)分的(de)含量和(he)热值,煤(mei)泥(ni)可分为低灰(hui)煤(mei)泥(ni)、中灰(hui)煤(mei)泥(ni)和(he)高灰(hui)煤(mei)泥(ni),煤(mei)泥(ni)的(de)分类见表1[9-10]。

煤(mei)(mei)泥(ni)的(de)(de)理化特(te)性如下:煤(mei)(mei)泥(ni)的(de)(de)粒(li)(li)(li)度较细(xi),最(zui)大粒(li)(li)(li)径不超过0.500 mm[11],小(xiao)于(yu)0.074 mm的(de)(de)微粒(li)(li)(li)占(zhan)比(bi)为(wei)70%~90%[12];含水(shui)(shui)量(liang)约为(wei)30%,具有持水(shui)(shui)性强(qiang)、不易脱水(shui)(shui)的(de)(de)特(te)点[13-14];煤(mei)(mei)泥(ni)中含有较大比(bi)例的(de)(de)黏土矿(kuang)物(wu),这些黏土矿(kuang)物(wu)富集于(yu)极(ji)细(xi)的(de)(de)粒(li)(li)(li)级(ji)中,矿(kuang)物(wu)遇水(shui)(shui)即(ji)膨胀、粉化,极(ji)易形(xing)成极(ji)细(xi)的(de)(de)胶体颗粒(li)(li)(li),黏结性较强(qiang)[15]且流动(dong)性差;pH值(zhi)(zhi)通常偏中性[16],为(wei)7~9;灰分(fen)含量(liang)一般为(wei)30%左(zuo)右[13];热值(zhi)(zhi)通常在20 MJ/kg以上[17],具有燃烧利用的(de)(de)价(jia)值(zhi)(zhi)。

1.2 煤泥的流变特性

流(liu)变(bian)特(te)(te)性(xing)是物体(ti)在外力(li)作用下(xia)发生的(de)(de)(de)应变(bian)与其(qi)应力(li)之(zhi)(zhi)间的(de)(de)(de)定量关(guan)系,这种应变(bian)(流(liu)动或变(bian)形)与物体(ti)的(de)(de)(de)性(xing)质(zhi)和(he)内(nei)部结构有(you)关(guan),也(ye)与物体(ti)内(nei)部质(zhi)点之(zhi)(zhi)间相对运动状态(tai)有(you)关(guan)[18]。煤泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)流(liu)变(bian)特(te)(te)性(xing),即煤泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)黏性(xing),表示受剪切(qie)(qie)力(li)作用的(de)(de)(de)膏体(ti)产(chan)生的(de)(de)(de)变(bian)形与所受剪切(qie)(qie)力(li)之(zhi)(zhi)间的(de)(de)(de)关(guan)系。在常温状态(tai)剪切(qie)(qie)速(su)率(lv)一定的(de)(de)(de)情况下(xia),随着煤泥(ni)(ni)质(zhi)量浓度(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao),煤泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)黏度(du)(du)也(ye)会相应升高(gao),煤泥(ni)(ni)膏体(ti)逐渐从(cong)假(jia)塑性(xing)流(liu)体(ti)转(zhuan)变(bian)为屈(qu)服假(jia)塑性(xing)流(liu)体(ti),进而转(zhuan)变(bian)成宾汉性(xing)流(liu)体(ti)。不同质(zhi)量浓度(du)(du)的(de)(de)(de)煤泥(ni)(ni)黏度(du)(du)关(guan)系如(ru)图(tu)1所示。

图1 不一样高质量盐浓度的煤泥密度的关系

2 煤泥流变特性的实验测定方法

现如今在我国国前后科学研究中,而对煤泥膏体的流变特质注意从膏体运动粘度、裁取弯曲应力、温暖、气速、裁取传送速度、裁取时光等等方面开始多方位考察,检测法煤泥膏体流变特质的实践手段注意有管流法和选转法。

2.1 管流法

管流法是目前为止测试煤泥膏体流变特点选用最高的另一种方式,只能根据工程施工实际上的事情或者选用的多种以分成垂直面通风管道压降法、含量管道阀门压降法、环管实验室法等3种方式。 2.1.1 管流法分析操作过程 管流法是经由管材铺设网铺设运输煤泥膏体,在特定的含水量量率下分析煤泥膏体2g联通流量的或流体密度与管材铺设网铺设上某段有压差直接问题的另一种措施。该措施的特征是还要安装管材铺设网铺设运输工作仪器及有压自测仪器,模拟机项目工程真实情况报告情况报告经由管材铺设网铺设混凝土推送泵的措施运输煤泥膏体;具有工作分析全过程是断定特定含水量量率的煤泥膏体,给定同样的混凝土推送泵马力,荣获院校的时间内的2g联通流量的,分析管材铺设网铺设上交界点直接的有压差。依托于测是的溶液浓度、有压差各类2g联通流量的或流体密度等数据信息曲线拟合断定煤泥膏体流变特征技术参数及流变技术参数。 2.1.2 径直热力管道压降法

垂(chui)(chui)直(zhi)管道(dao)压(ya)降法(fa)是应用最早也是最广(guang)泛(fan)的测(ce)定煤泥膏体流变特性(xing)的方法(fa)。测(ce)定装(zhuang)(zhuang)置主(zhu)要由垂(chui)(chui)直(zhi)管道(dao)、挤压(ya)泵、煤泥槽及若干压(ya)力表组成(cheng),垂(chui)(chui)直(zhi)管道(dao)流变特性(xing)测(ce)试装(zhuang)(zhuang)置如(ru)图2所示[19]。

图2 立式管道铺设流变优点各种测试裝置

浙江大(da)学杨家林等(deng)[19]研究(jiu)人员研究(jiu)搭建了(le)垂(chui)直管道,测定了(le)重庆永(yong)川高浓度(du)洗选(xuan)煤(mei)泥的(de)流变特(te)性,并用数值(zhi)方法按含水率拟(ni)(ni)合(he)了(le)流变特(te)性参(can)数方程;浙江大(da)学吕帅[20]采用挤压泵管道循环回送装置进(jin)行了(le)印尼褐(he)煤(mei)煤(mei)泥浆(jiang)管道流变特(te)性的(de)实验(yan),通过(guo)拟(ni)(ni)合(he)回归分析,用双对数曲(qu)线表征了(le)煤(mei)泥膏体的(de)流变特(te)性。

2.1.3 横向管道阀门压降法

GAO J等(deng)[21]研究(jiu)(jiu)人员设计水平(ping)管(guan)路确定(ding)了(le)煤泥(ni)在不(bu)同管(guan)径(体积(ji)浓度(du)为45.44%~57.06%)下输送的流变模(mo)型,并分析了(le)煤泥(ni)流变特性随管(guan)径和(he)体积(ji)浓度(du)的变化(hua)趋(qu)势;范家峰等(deng)[22]研究(jiu)(jiu)人员根据工程实(shi)际运用(yong)水平(ping)管(guan)路压降法对洗选煤泥(ni)的流变特性进行了(le)测定(ding),水平(ping)管(guan)理流变特性实(shi)验装置如(ru)图3所(suo)示。

图3 情况管道流变性能指标实验设计装制

通过(guo)流动(dong)管路(lu)压降法(fa)实验发现,在一定(ding)的(de)实验水分下,用变(bian)频调(diao)速电机改(gai)变(bian)煤(mei)(mei)泥泵的(de)频率,便可有相(xiang)应(ying)确定(ding)的(de)转(zhuan)速和一定(ding)的(de)流速、流量,根据剪切(qie)应(ying)力和剪切(qie)速率的(de)关系(xi)(xi),可以(yi)得(de)出(chu)煤(mei)(mei)泥表观黏度(du)以(yi)及煤(mei)(mei)泥流动(dong)阻力与(yu)流量的(de)关系(xi)(xi)。经计(ji)算后(hou)得(de)到洗选煤(mei)(mei)泥的(de)流变(bian)特(te)性参(can)数经计(ji)算后(hou)得(de)到洗煤(mei)(mei)泥的(de)流变(bian)特(te)性参(can)数屈(qu)服应(ying)力τ0、稠度(du)系(xi)(xi)数K、幂定(ding)律指数n,由流变(bian)特(te)性参(can)数最终(zhong)得(de)到流变(bian)特(te)性回归方程。

2.1.4 环管研究法

环(huan)(huan)管(guan)实(shi)(shi)验(yan)法(fa)是通过浆料储罐、电磁(ci)流(liu)量计(ji)、螺杆泵、水冷却设备、隔膜压(ya)力传(chuan)感器(qi)和数据测(ce)量及采(cai)集(ji)系统搭建而成的(de)(de)测(ce)量煤泥膏体(ti)流(liu)变特性(xing)的(de)(de)方(fang)法(fa)。陈丹丹[4]应用环(huan)(huan)管(guan)实(shi)(shi)验(yan)法(fa)测(ce)定了褐煤煤泥的(de)(de)流(liu)变特性(xing),并对数据进(jin)行(xing)Herschel-Bulkley模型拟合发(fa)现褐煤煤泥浆体(ti)属(shu)于宾汉性(xing)流(liu)体(ti)。环(huan)(huan)管(guan)实(shi)(shi)验(yan)装置如图4所示。

图4 环管实验性安全装置
2.1.5 管流法判断方案动用相对较分折 分为管流法道理检验煤泥膏体流变性能指标的手段常见有3种,分别为从软件测验测验手段、软件测验测验产品参数、软件测验测验毕竟3个因素开展了对战况析进行分析。管流法检验手段十分见表2。
表2 管流法测试方法步骤比效

2.2 旋转法

拖动法是校正煤泥膏体流变优点的另一个说的是种的方式,该的方式目的相简简单单,近期内地外数个探析管理团队用此的方式测量了煤泥膏体的流变优点。会根据建筑项目现实的应用领域的各种不同,渐渐的转型成拖动密度计和很多流变仪,即普遍拖动密度计(仪)、高层供水拖动流变仪、圆柱形定子流变仪、桨叶定子流变仪等。 2.2.1 翻转视频法法测定的原理 平移法测定煤泥膏体流变特征参数表的设计原理注意是模拟仿真给水管内的货物气流输送实力,各种测试各个压为下膏体的粘度值,检查粘度随电机定转子压为改变的规则,关键在于的加压泵阶段下膏体的流变特征参数表参数表。 2.2.2 普通级翻转密度计(仪) 高速三维翻转视频粘稠度计是高速三维翻转视频法测式膏体流变性质最快、最较为成熟的的最简单的方法,其原则是按照一名经检定过的铍-铜镁合金的压缩大弹簧提升一名马达马达转子在膏体中快速高速三维翻转视频,高速三维翻转视频扭力感应器器测定压缩大弹簧的扭折地步即扭力,它与浸到样品管理中的马达马达转子被黏性拖拉导致的阻尼力成比例表,扭力从而与气流的粘稠度呈正比,按照这类原则检测的膏体的粘稠度值。

SINGH M K等(deng)(deng)(deng)[23]研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人员(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)利用(yong)流变(bian)仪(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)印度(du)(du)(du)(du)(du)煤(mei)浆的(de)(de)(de)流变(bian)行(xing)为(wei),研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)粒(li)度(du)(du)(du)(du)(du)、固含(han)(han)(han)量和温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)对(dui)(dui)煤(mei)浆流变(bian)性(xing)能的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)(xiang);王玉明等(deng)(deng)(deng)[24]研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人员(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)应用(yong)旋转(zhuan)(zhuan)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)计(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)含(han)(han)(han)水(shui)(shui)率(lv)、温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)、静置时(shi)(shi)间(jian)(jian)对(dui)(dui)煤(mei)泥(ni)(ni)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)(xiang);STRYCAEK S等(deng)(deng)(deng)[25]研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人员(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)微(wei)波能量处(chu)理对(dui)(dui)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)计(ji)中煤(mei)水(shui)(shui)浆流变(bian)特性(xing)的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)(xiang)以及(ji)颗粒(li)直径、固体(ti)浓度(du)(du)(du)(du)(du)、微(wei)波(MW)暴露时(shi)(shi)间(jian)(jian)和剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)速(su)(su)率(lv)对(dui)(dui)水(shui)(shui)煤(mei)浆表(biao)观黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)(xiang);林伟伟[26]运用(yong)NXS-11A型旋转(zhuan)(zhuan)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)计(ji)测量了(le)(le)(le)(le)煤(mei)泥(ni)(ni)膏体(ti)的(de)(de)(de)流变(bian)特性(xing),分(fen)析了(le)(le)(le)(le)不(bu)同浓度(du)(du)(du)(du)(du)下(xia)煤(mei)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)表(biao)观黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)与剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)速(su)(su)率(lv)之(zhi)间(jian)(jian)的(de)(de)(de)关系(xi)(xi)以及(ji)剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)应力(li)与剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)速(su)(su)率(lv)之(zhi)间(jian)(jian)的(de)(de)(de)关系(xi)(xi),寻(xun)找(zhao)其流动规律(lv),为(wei)煤(mei)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)输送提供了(le)(le)(le)(le)理论(lun)技术依据;SAHOO B K等(deng)(deng)(deng)[27]研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人员(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)通(tong)过(guo)流变(bian)仪(yi)测定发现微(wei)波预处(chu)理增(zeng)强(qiang)了(le)(le)(le)(le)印度(du)(du)(du)(du)(du)高灰(hui)煤(mei)水(shui)(shui)悬浮液(ye)的(de)(de)(de)流变(bian)行(xing)为(wei);邵兵等(deng)(deng)(deng)[28]研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人员(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)采(cai)用(yong)旋转(zhuan)(zhuan)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)计(ji)对(dui)(dui)煤(mei)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)流变(bian)特性(xing)进行(xing)了(le)(le)(le)(le)测试,并通(tong)过(guo)实验得到(dao)了(le)(le)(le)(le)煤(mei)泥(ni)(ni)浓度(du)(du)(du)(du)(du)与黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)以及(ji)煤(mei)泥(ni)(ni)剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)速(su)(su)率(lv)与剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)应力(li)之(zhi)间(jian)(jian)的(de)(de)(de)关系(xi)(xi),通(tong)过(guo)分(fen)析计(ji)算(suan)得出随着(zhe)煤(mei)泥(ni)(ni)浓度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加,煤(mei)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)流变(bian)状态由假塑(su)性(xing)流体(ti)转(zhuan)(zhuan)变(bian)为(wei)宾汉性(xing)流体(ti);DAI Z等(deng)(deng)(deng)[29]研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人员(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)运用(yong)NDJ-79A旋转(zhuan)(zhuan)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)计(ji)测定了(le)(le)(le)(le)压(ya)滤(lv)煤(mei)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)表(biao)观黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du),探究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)速(su)(su)率(lv)、温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)、剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)时(shi)(shi)间(jian)(jian)对(dui)(dui)煤(mei)泥(ni)(ni)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)(xiang)规律(lv)。不(bu)同于其他研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)学(xue)者(zhe),DAI Z等(deng)(deng)(deng)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)人员(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)采(cai)用(yong)旋转(zhuan)(zhuan)黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)计(ji)在恒定剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)速(su)(su)率(lv)(344 s-1、2 028 s-1)下(xia)探究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)4种(zhong)不(bu)同含(han)(han)(han)水(shui)(shui)率(lv)(32.5%、35.0%、37.5%、40.0%)的(de)(de)(de)压(ya)滤(lv)煤(mei)泥(ni)(ni)温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)对(dui)(dui)其流变(bian)特性(xing)的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)(xiang)规律(lv),并发现随着(zhe)温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)升(sheng)高,煤(mei)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)表(biao)观黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)有所(suo)下(xia)降,其温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)-表(biao)观黏(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)(du)(du)(du)曲线[29]如图5所(suo)示。

图5 各个含水量率煤泥膏基础体温度-表观密度的曲线
扭动黏性计享有量小、质量管理轻、进行操作很简单、工作工作构造较低、获取一个参数比较快、单笔工作所要物料清单较少等优点和缺点,是眼下专家学者们总是应用的校正煤泥膏体流变性质的技术,应该从含水量率、切面效率、切面时刻、湿度等另一个基本要素研究从单一各种反应或多各种反应问题对煤泥膏体流变性质的反应规范。 2.2.3 高层供水回转流变仪

加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)旋(xuan)(xuan)转流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)仪(yi)采用普通旋(xuan)(xuan)转黏(nian)(nian)度(du)(du)计的(de)工(gong)作原(yuan)理进行(xing)设计,主要测(ce)(ce)试(shi)高压(ya)(ya)(ya)(ya)下高浓(nong)(nong)度(du)(du)黏(nian)(nian)稠物(wu)料的(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)变(bian)(bian)(bian)化和流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)特(te)(te)性(xing),通过(guo)获得(de)的(de)黏(nian)(nian)度(du)(du)与压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)关系(xi)、剪切应力(li)与黏(nian)(nian)度(du)(du)的(de)关系(xi)来(lai)表征被测(ce)(ce)物(wu)料的(de)流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)特(te)(te)性(xing)。该仪(yi)器(qi)是将物(wu)料封闭加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)在(zai)管道中输(shu)送,从而达(da)到加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)测(ce)(ce)试(shi)膏(gao)体(ti)流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)特(te)(te)性(xing)的(de)目的(de)。加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)旋(xuan)(xuan)转流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)仪(yi)主要由加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)系(xi)统、黏(nian)(nian)度(du)(du)测(ce)(ce)试(shi)组(zu)件、压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)传(chuan)感器(qi)、扭矩(ju)传(chuan)感器(qi)、交流(liu)(liu)(liu)伺服电机和支架组(zu)成。杨晓璞等[30]研(yan)究(jiu)(jiu)人员(yuan)研(yan)制出一种加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)旋(xuan)(xuan)转流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)仪(yi),这种流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)仪(yi)可(ke)(ke)测(ce)(ce)量高浓(nong)(nong)度(du)(du)物(wu)料(原(yuan)生煤泥(ni)、造纸污泥(ni)、城市污泥(ni)等一类工(gong)业废弃物(wu))的(de)流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)参数。由吴钰晶等[31]研(yan)究(jiu)(jiu)人员(yuan)发明(ming)的(de)专利“加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)旋(xuan)(xuan)转流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)仪(yi)”,可(ke)(ke)以针对含(han)有较大颗粒物(wu)的(de)高浓(nong)(nong)度(du)(du)黏(nian)(nian)稠浆体(ti)进行(xing)加(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)下的(de)流(liu)(liu)(liu)变(bian)(bian)(bian)特(te)(te)性(xing)测(ce)(ce)量。不同(tong)压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)下煤泥(ni)膏(gao)体(ti)剪切速率-表观黏(nian)(nian)度(du)(du)的(de)关系(xi)如图6所示(shi)。

图6 不一样的压力值下煤泥膏体削切速率单位-表观稠度等值线
加压力翻转视频流变仪克服了高溶液浓度稠状货物清单法测流变性能指标时货物清单被定子和转子搅散的疑问,该形式具备实践设施比较非常简单、电气自动化化限度高、操作步骤比较非常简单等显著特点,是法测煤泥膏体流变性能指标劳动者硬度较小的本身形式。 2.2.4 园柱电机定旋转叶流变仪和浆叶电机定旋转叶流变仪

圆(yuan)(yuan)柱(zhu)转(zhuan)子(zi)流(liu)(liu)(liu)变(bian)仪(yi)(yi)和(he)桨叶转(zhuan)子(zi)流(liu)(liu)(liu)变(bian)仪(yi)(yi)是(shi)后来研究学者(zhe)根据工(gong)程(cheng)的(de)(de)实际情况(kuang),在(zai)(zai)传统旋转(zhuan)流(liu)(liu)(liu)变(bian)仪(yi)(yi)理(li)论原(yuan)理(li)基础上改造的(de)(de)2种流(liu)(liu)(liu)变(bian)仪(yi)(yi)。工(gong)作原(yuan)理(li)相(xiang)似,均是(shi)推导剪(jian)切应力与(yu)剪(jian)切速率的(de)(de)基本表达式,其区(qu)别主(zhu)要在(zai)(zai)于转(zhuan)子(zi)的(de)(de)不同(tong)(tong)。PRESTIDGE C A[32]用(yong)同(tong)(tong)心(xin)圆(yuan)(yuan)柱(zhu)流(liu)(liu)(liu)变(bian)仪(yi)(yi)研究了浮(fu)选条件下超细方铅矿颗粒浆体的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)变(bian)特性(黏度(du)和(he)外推屈服值);赵学义(yi)等[33]研究人员运用(yong)圆(yuan)(yuan)柱(zhu)转(zhuan)子(zi)流(liu)(liu)(liu)变(bian)仪(yi)(yi)对不同(tong)(tong)含水率的(de)(de)煤泥膏体进行系统的(de)(de)测试,并绘制流(liu)(liu)(liu)变(bian)曲(qu)线和(he)黏度(du)曲(qu)线,得(de)到了流(liu)(liu)(liu)变(bian)方程(cheng)。质(zhi)量(liang)浓度(du)与(yu)表观黏度(du)曲(qu)线如图(tu)7所示。

图7 重量溶液浓度与表观粘稠度弧度

陈辉等[34]研究人员通过R/S型(xing)四叶(ye)桨式旋转(zhuan)流(liu)变(bian)仪(yi)(yi)测定(ding)了不同浓(nong)度下新拌(ban)膏体料浆的(de)(de)屈服应力,揭示(shi)其流(liu)变(bian)特性随泵(beng)送剂(ji)掺量的(de)(de)变(bian)化规律(lv),探讨了泵(beng)送剂(ji)对膏体浆体的(de)(de)作用影响(xiang);吕馥言[35]运用桨叶(ye)转(zhuan)子(zi)流(liu)变(bian)仪(yi)(yi)测定(ding)了浓(nong)密膏体的(de)(de)流(liu)变(bian)特性。桨叶(ye)转(zhuan)子(zi)流(liu)变(bian)仪(yi)(yi)在测试中能(neng)避免管道壁面滑移(yi)现象(xiang),相比(bi)圆柱转(zhuan)子(zi)流(liu)变(bian)仪(yi)(yi)使用更加频(pin)繁。

2.2.5 平移法测定具体方法具体方法结局对战绩析概述 360度补偿器法法测试煤泥膏体流变优点注意是从、切剪传输率、表观运动粘度、、切剪载荷、、切剪时候、高温等好几个层面价格对篮球比解析探讨,注意是从法测试的方式步骤、法测试参数指标、法测试毕竟等3个地方对其进行价格相对,360度补偿器法法测试的方式步骤有点见表3。
表3 平移法校正的方法很 核查技术核查性能参数核查然而通常自动补偿器流变仪截取视频速度单位、表观稠度、截取视频弯曲地扯力应变、截取视频时、摄氏度试验女朋友:压滤煤泥试验预期结果:判别了煤泥膏人体观稠度随水分含量分率的大而减短;现在水分含量分率的增高,摄氏度对煤泥膏人体观稠度的决定变小;现在水分含量分率的增高,截取视频时对煤泥表观稠度的决定变小加气压自动补偿器流变仪黏性力距、叶片速比、截取视频速度单位、截取视频弯曲地扯力应变、摄氏度、气压试验女朋友:容液值煤泥试验预期结果:判别了不同的气压下的煤泥流变的特点方程式;煤泥的截取视频弯曲地扯力应变随截取视频速度单位的大而大,表观稠度随截取视频速度单位的大而减短叶片流变仪截取视频力距、截取视频速度单位、截取视频弯曲地扯力应变、表观稠度试验女朋友:洗选煤泥试验预期结果:判别煤泥是种非牛顿气体,煤泥的稠度随产品效率有机废气有机废气浓度值的大而大;55%~65%产品效率有机废气有机废气浓度值的煤泥为塑形变形假塑形气体;65%~75%的煤泥隶属于宾汉性气体

2.3 管流法与旋转法的比较分析

2.3.1 采用率对比 这对于煤泥等膏状气流,是因为其运动粘度太大、浓硫酸浓度较高,其不断发展趋势措施是管流法和旋轉法。相对于较旋轉法,管流法原理图十分简单,实验操作正确性、可信度不高,且与建设工程其实组合严密,而使初期用比较多。历年来跟随有效高技术的不断发展,这2种措施的在普及率基本上同比增加。境室内外专家分析煤泥膏体流变的特点措施的比例长为8如图是。
图8 我国外专家学者测得煤泥膏体流变性状办法平均水平
2.3.2 优缺陷:较 管流法和补偿器法成为核查的最简单的方式方法煤泥膏体流变特点食用最久的2种的最简单的方式方法,就能否表明项目 现实的情况来所采用。相比较较补偿器法,管流法的优势:体现在完成虚拟仿真线路水下混凝土,就能否赚取更有压紧现实的的水下混凝土参数统计,即精确性性和安全可以信赖度更好;补偿器法的优势:最主要的是一次研发时间表较短、添加参数统计变缓、一次研发制造费较低等。在研发煤泥膏体流变特点的进程中,应时候所采用2种的最简单的方式方法来核查的最简单的方式方法。将2种的最简单的方式方法核查的最简单的方式方法的参数统计来价格对总比讲解,宗合遵循彼此的安全可以信赖性和精确性性,得出合理性化的煤泥膏体流变特点的研发方案格式。管流法和补偿器法优弱点价格比见表4。
表4 管流法和三维旋转法优弱项相对 分类材料利的生产量每次检验时安全度精确性工作难易系数信息修改工作难度每次检验成本费用管流法较多较长较高较高较难很慢较高较高旋转视频法较少较短大部分大部分较易迅速较小较低

3 新兴的煤泥膏体流变特性测定方法

ZHANG J等[36]研(yan)究人员提出(chu)了(le)(le)一种基(ji)(ji)于逆传热理(li)论的浆体(ti)黏度(du)系数和固(gu)相(xiang)(xiang)体(ti)积分(fen)(fen)数识别方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa),得(de)到浆料表观(guan)(guan)黏度(du)的最(zui)佳估计方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa);郭志刚[37]采用虚拟(ni)模拟(ni)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa),从膏(gao)体(ti)的微(wei)观(guan)(guan)结(jie)构(gou)和理(li)论模型出(chu)发(fa),通(tong)过仿真(zhen)研(yan)究膏(gao)体(ti)的流(liu)(liu)体(ti)特性(xing)(xing),同(tong)时(shi)郭志刚还进行了(le)(le)管(guan)(guan)流(liu)(liu)法(fa)(fa)(fa)虚拟(ni)实验,采用Pro/Engineer软件建立膏(gao)体(ti)管(guan)(guan)道(dao)输送的三维模型,划(hua)分(fen)(fen)好网格后(hou)采用Fluent分(fen)(fen)析(xi)软件进行流(liu)(liu)变特性(xing)(xing)分(fen)(fen)析(xi)。通(tong)过Fluent仿真(zhen)模拟(ni)出(chu)管(guan)(guan)段(duan)(duan)沿程(cheng)阻力压降(jiang)如图9所示。这种方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是基(ji)(ji)于管(guan)(guan)流(liu)(liu)法(fa)(fa)(fa)的原理(li),但(dan)(dan)将(jiang)具体(ti)实验操(cao)作(zuo)智能化(hua),降(jiang)低(di)了(le)(le)实验成本,加(jia)快了(le)(le)数据获(huo)取速度(du),属于管(guan)(guan)流(liu)(liu)法(fa)(fa)(fa)+数值模拟(ni)联合使(shi)用测定煤泥(ni)膏(gao)体(ti)流(liu)(liu)变特性(xing)(xing)的一种新兴方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。目前新兴方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)还处于研(yan)发(fa)阶段(duan)(duan),通(tong)过国内(nei)外文献(xian)调研(yan)发(fa)现相(xiang)(xiang)关(guan)的报道(dao)较少,其准确性(xing)(xing)还有(you)待(dai)考查。但(dan)(dan)这种方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)的出(chu)现预示着未来(lai)测定煤泥(ni)膏(gao)体(ti)流(liu)(liu)变特性(xing)(xing)的方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)将(jiang)更加(jia)多元化(hua),学者们可根(gen)据研(yan)究需要选取不同(tong)的方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。

图9 Fluent仿真计算沿程压降[37]

4 结论

浓稠煤泥膏体的混凝土水下混凝土太久近些年基本都是煤泥长途运输的难处其中之一,节省计算出来混凝土水下混凝土耗电对煤泥输料体现了指点性积极意义,而煤泥的流变属性是混凝土水下混凝土原则最必须探讨的化学实验操作属性。选用准确性度就越高、靠普性强的法测定手段对探讨煤泥膏体的流变属性体现了重要的性影响。 近年来在国上下测定法煤泥膏体流变性的工艺早已以管流法和平移法为多见,核算机摸拟网定量具体分析在在未来很有发展壮大未来发展,保持极有效率的核算机摸拟网煤泥膏体混凝土泵送流变性定量具体分析软件将还具有跨新时代必要性。

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Research progress on testing methods of rheological properties of coal slime dense paste

CHEN Chunrui1,2,3, WANG Pengcheng4, YANG Fengling1,2,3, ZHANG Yuanyuan1,2,3

(1. Shanxi University, Taiyuan, Shanxi 030006, China;2.Engineering Research Center of CO2 Emission Reduction and Resource Utilization, Ministry of Education, Taiyuan, Shanxi 030006, China;3.State Environmental Protection Key Laboratory of Efficient Utilization Technology of Coal Waste Resources, Taiyuan, Shanxi 030006, China;4. Shanxi Hepo Power Generation Co., Ltd., Yangquan, Shanxi 045000, China)

Abstract Coal slime transportation is an important link in resource utilization, accurately measuring the rheological properties of slime paste and obtaining rheological parameters are crucial to the design of slime transportation pipelines and the control of the transportation process. At present, the methods for measuring the rheological properties of coal slime paste at home and abroad mainly include pipe flow method and rotating method. The testing principles of the existing two mainstream methods were systematically introduced, and based on the analysis of the physical and chemical characteristics of coal slime, the testing principle, device, method, parameters and results were analyzed and compared.

Key words coal slime; rheological properties; paste; pipe flow method; rotating method; pipeline transportation

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投(tou)资基金(jin)新项目(mu):国家重点研发计划(hua) (2020YFB0606201),国家自然(ran)科学基金(jin)青(qing)年科学基金(jin)项目(mu)(21908138),山西省高(gao)等学校科技创新项目(mu)(2020L0008),襄垣(yuan)县固废综(zong)合(he)利(li)用科技攻关项目(mu)(2018XYSDYY-12)

我详细介绍:陈春瑞(1996- ),男,甘肃会(hui)宁人,硕士研究生,研究方向(xiang)为煤泥资源化利(li)用。E-mail:ccr_09439735@163.com

网(wang)络通信做者:张圆圆(1987- ),女,山西(xi)泽(ze)州人,副教授,硕士生导师(shi),研究方向为低(di)热值(zhi)煤资源化利(li)用。E-mail:yuanyuanzhang@sxu.edu.cn

摘引版式:陈春瑞,王鹏(peng)程(cheng),杨凤玲,等. 煤(mei)泥浓(nong)密膏体流变特性测试方法研究进展(zhan)[J].中国(guo)煤(mei)炭,2022,48(5):60-67.doi:10.19880/j.cnki.ccm.2022.05.011

CHEN Chunrui, WANG Pengcheng, YANG Fengling,et al. Research progress on testing methods of rheological properties of coal slime dense paste [J].China Coal, 2022,48(5):60-67.doi:10.19880/j.cnki.ccm.2022.05.011

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