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11.2、水力計(jì)算11,2.1、本條是新增加的條文、尾礦漿體輸送距離5km.10km一般應(yīng)做小型靜態(tài)試驗(yàn) 以了解水 尾礦及漿體的物理化學(xué)性質(zhì)、尾礦的密度.粒度分布及組成是尾礦的重要特性.尾礦漿體的極限濃度和流變參數(shù)是輸送的基礎(chǔ)資料。是小型靜態(tài)試驗(yàn)必做的項(xiàng)目 對重大工程、輸送距離大于10km的長距離尾礦輸送及特殊漿體、如顆粒粗。密度大，濃度高及有添加劑,的輸送還應(yīng)做半工業(yè)性環(huán)管試驗(yàn)。以了解尾礦漿體輸送的管道特性。操作特性和腐蝕特性、為管道輸送提供依據(jù)。11,2 2、本條是新增加的條文,由于尾礦漿體的流變參數(shù)是尾礦漿體、水力計(jì)算,的重要基礎(chǔ)參數(shù)，故新增本條文,在水中加入尾礦顆粒增加了尾礦漿體的黏度、大多數(shù)情況下還會(huì)使尾礦漿體流型發(fā)生變化 從牛頓體轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥ｎD體、尾礦漿體的流變參數(shù)與尾礦的濃度。尾礦細(xì)度等因素有關(guān) 當(dāng)尾礦濃度較低.尾礦顆粒較粗，如大于50μm 尾礦漿體具有牛頓體特性,其數(shù)學(xué)模型是 μ為黏度。當(dāng)尾礦濃度較高,尾礦顆粒較細(xì) 如小于10μm、30μm、尾礦漿體具有非牛頓體特性,對尾礦漿體而言.大量試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著尾礦漿體濃度的提高、多數(shù)表現(xiàn)出賓漢體特性,其數(shù)學(xué)模型是。τB為屈服應(yīng)力 η為剛度系數(shù)，由于尾礦含有一定的細(xì)顆粒。細(xì)顆粒在有電解質(zhì)水中形成顆粒表面吸附水膜 吸附水膜牢固地附在細(xì)顆粒表面.實(shí)際上等于增加了尾礦的固體體積,細(xì)顆粒具有絮凝作用.當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí) 絮凝團(tuán)互相搭接、形成絮網(wǎng) 絮網(wǎng)中間充滿了封閉水 所有這些現(xiàn)象均使含有黏性細(xì)顆粒漿體黏度增加.尾礦漿體中的絮網(wǎng)結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生屈服應(yīng)力.在尾礦漿體水力計(jì)算時(shí)用到的漿體流變參數(shù)、應(yīng)通過試驗(yàn)測定出具體礦漿樣品的賓漢體屈服應(yīng)力τB.f，Cv、曲線和賓漢體剛度系數(shù)η、f,Cv 曲線或回歸出計(jì)算式以備應(yīng)用.在沒有條件測定時(shí) 可通過計(jì)算確定。本條文說明中牛頓體黏度μ Pa、s?；蛸e漢體屈服應(yīng)力τB。Pa。和剛度系數(shù)η.Pa.s?？砂促M(fèi)祥俊公式計(jì)算。該公式引自費(fèi)祥俊所著。漿體與粒狀物料輸送水力學(xué) 詳見本條文說明表2 其中di粒徑中需有d5.mm，d10，mm。的數(shù)值.表2、尾礦牛頓體與賓漢體費(fèi)祥俊流變參數(shù)公式11 2，3 本條規(guī)定了計(jì)算選礦廠排出的尾礦漿體正常流量和正常流速的計(jì)算方法，尾礦漿體輸送工程.取決于選礦廠排出的尾礦流量和濃度。對小型黑色和有色浮選流程 選礦廠排出的尾礦流量相對較小,排礦濃度相對較高、通常為20、30.尾礦漿體輸送流量可按選礦廠排出的尾礦漿體正常流量設(shè)計(jì).中型黑色重選和有色浮選流程是否采取濃縮設(shè)施提高濃度減少流量輸送,應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定.對大型黑色重選和有色浮選流程 選礦廠排出的尾礦流量相對較大。排礦濃度相對較低。通常為5,15。為節(jié)水節(jié)能、降低投資和經(jīng)營費(fèi)，設(shè)計(jì)應(yīng)采用濃縮設(shè)施，可將濃度提高到30。50.此時(shí)尾礦漿體輸送流程應(yīng)按濃密機(jī)底流排礦濃度計(jì)算尾礦漿體正常流量.11。2、4 我國多數(shù)尾礦泵站首部設(shè)置礦漿倉采用壓入式向礦漿泵進(jìn)料,為適應(yīng)流量波動(dòng) 原規(guī)范規(guī)定在正常流量基礎(chǔ)上波動(dòng)范圍取。10，根據(jù)多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，波動(dòng)范圍取。10.是適宜的.故本條仍按。10.規(guī)定取值,11,2，5,尾礦漿體輸送臨界流速與摩阻損失是尾礦漿體輸送設(shè)計(jì)的重要參數(shù) 對于該參數(shù)的確定、如果做半工業(yè)性環(huán)管試驗(yàn)、可根據(jù)相應(yīng)的試驗(yàn)確定.如果未做試驗(yàn)。可參考相似工程試驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 類似系統(tǒng)運(yùn)行資料和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定，關(guān)于經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算問題,由于影響尾礦漿體輸送臨界流速與摩阻損失的因素復(fù)雜。其中包括顆粒大小 粒徑分布 尾礦密度，顆粒形狀.尾礦濃度,漿體流變參數(shù)，漿體流量及過流斷面的邊界條件等、國內(nèi)外眾多的試驗(yàn)研究及據(jù)此歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式都有一定局限性，很難普遍適用，加之經(jīng)驗(yàn)公式種類繁多,眾說紛紜,目前在正文中推薦出公認(rèn)的臨界流速與摩阻損失經(jīng)驗(yàn)公式確有難度、根據(jù)設(shè)計(jì)需要.考慮到我國歷史及現(xiàn)實(shí)情況,臨界流速和摩阻損失的計(jì)算方法可參考以下方法計(jì)算。1 尾礦漿體流態(tài)的定義及計(jì)算方法 第一，關(guān)于流態(tài)判別式 尾礦漿體流態(tài)采用相對體積濃度值判別、對全部尾礦漿體的值按下式計(jì)算,式中。相對體積濃度。C為距管內(nèi)底0，92D處的體積濃度，CA為管中心線0.5D處的體積濃度 尾礦di級粒徑權(quán)重 Pi 以小數(shù)計(jì)，的相對體積濃度 ωi、di粒級的沉速、m,s.見本條文說明表3.K、修正卡門常數(shù),K，0 36 β、伊斯梅爾系數(shù).β。1 U,摩阻流速。m、s，f。劉德忠范寧摩阻系數(shù)?？砂垂?8，計(jì)算，ε。管道內(nèi)壁粗糙度、mm.鋼管ε,0,0508mm.0.15mm D，管道內(nèi)徑 mm,Re，雷諾數(shù) ρ1，似均質(zhì)漿體密度.kg、m3,η 似均質(zhì)漿體賓漢體剛度系數(shù),Pa,s、第二。關(guān)于流態(tài)定義與判別、當(dāng) 0，8，且，0。5時(shí)，定義為似均質(zhì)流態(tài)、尾礦漿體接近均質(zhì)流。為區(qū)別單相均質(zhì)流，稱似均質(zhì)流，尾礦為細(xì)顆粒，載體為全部漿體、尾礦漿體高濃度長距離管道輸送應(yīng)采用似均質(zhì)流態(tài) 當(dāng) 0、1時(shí),定義為非均質(zhì)流態(tài)、尾礦為粗顆粒，載體為水 尾礦漿體輸送比較少見，當(dāng)0.1。0.8或,0、8,且、0。5時(shí)，定義為復(fù)合流態(tài)，尾礦漿體中細(xì)顆粒似均質(zhì)部分來輸送粗顆粒非均質(zhì)部分的組合流態(tài)稱復(fù)合流態(tài)。絕大多數(shù)尾礦漿體屬于復(fù)合流態(tài).表3 尾礦沉速ω m.s、計(jì)算公式、2。復(fù)合流態(tài)短距離。L，10km、尾礦漿體輸送經(jīng)驗(yàn)公式、有關(guān)復(fù)合流態(tài)尾礦漿體輸送臨界流速計(jì)算、可按劉德忠臨界流速公式 E.J、瓦斯普臨界流速公式和B、C、克諾羅茲臨界流速公式計(jì)算。影響尾礦漿體臨界流速的因素錯(cuò)綜復(fù)雜 目前尚無公認(rèn)的公式。表中列出的公式供設(shè)計(jì)參考、應(yīng)用時(shí)注意應(yīng)用條件 管道輸送臨界流速見本條文說明表4 其中。ρk為尾礦漿體密度、kg、m3。ρ1為尾礦漿體細(xì)顆粒似均質(zhì)部分密度.kg,m3.ω為尾礦顆粒在似均質(zhì)部分加權(quán)平均沉速，m、s 按表3計(jì)算,ωs為尾礦在水中加權(quán)平均沉速、m、s 按表3計(jì)算。明槽輸送見本條文說明表5,其中h為臨界水深。m，表4,尾礦漿體壓力流臨界流速Vc.m、s、計(jì)算公式表5，尾礦漿體明槽輸送臨界流速Vc.m.s,計(jì)算公式，有關(guān)管道復(fù)合流態(tài)尾礦漿體摩阻損失計(jì)算如下,第一 進(jìn)行似均質(zhì)流部分體積濃度C1V和非均質(zhì)流部分體積濃度C2V計(jì)算.在進(jìn)行復(fù)合流態(tài)尾礦漿體摩阻損失之前,首先需計(jì)算出復(fù)合流態(tài)似均質(zhì)流部分體積濃度C1V和非均質(zhì)流部分體積濃度C2V.尾礦漿體復(fù)合流態(tài)整體體積濃度為CV、則有,對復(fù)合流態(tài)尾礦漿體中尾礦粒徑di權(quán)重、Pi的漿體 似均質(zhì)部分體積濃度為 C1V，i.非均質(zhì)部分體積濃度為。C2V、i。則有,似均質(zhì)部分體積濃度C1V和非均質(zhì)部分體積濃度C2V按下式計(jì)算 應(yīng)說明 計(jì)算復(fù)合流態(tài)尾礦漿體C1V和C2V時(shí) 需將尾礦分成較窄粒級段進(jìn)行分段計(jì)算 對尾礦粒級di權(quán)重、Pi的漿體.試算步驟如下。第一次試算先設(shè)C1V.0 CV.用C1V，0,即CV按本條文說明表2尾礦牛頓體與賓漢體費(fèi)祥俊流變參數(shù)公式求出賓漢體剛度系數(shù)η，Pa，s,和本條文說明公式.10.求出漿體密度ρ1、ρk.kg.m3,按本條文說明表3尾礦沉速ω、m，s 計(jì)算公式計(jì)算尾礦di相應(yīng)的ωi、m。s，按本條文說明公式,6 計(jì)算出、再按公式 14、計(jì)算出C1V.1.該C1V.1、C1V、0,CV.二者相差較大，第二次用C1V、1,重復(fù)第一次計(jì)算得C1V。2,該C1V，2 C1V。1，二者相差較小 第n次用C1V n,1，重復(fù)前次計(jì)算得C1V,n.該C1V n,C1V.n 1。但二者接近.第n,1次用C1V,n、重復(fù)前次計(jì)算得C1V,n、1、該C1V.n 1 C1V，n 二者近似相等.達(dá)到5位有效數(shù)字相等即可。此時(shí)C1V。n 1,就是最終求得的復(fù)合流態(tài)似均質(zhì)流部分體積濃度C1V，同理，可求出復(fù)合流態(tài)非均質(zhì)流部分體積濃度C2V.第二、管道復(fù)合流態(tài)摩阻損失按下式計(jì)算 式中 ik。復(fù)合流態(tài)摩阻損失,mH2O、m，i1.似均質(zhì)部分摩阻損失 mH2O.m，i2,非均質(zhì)部分摩阻損失、mH2O m C1D。i.尾礦顆粒在載體似均質(zhì)部分沉降阻力系數(shù)，ωi,尾礦在載體似均質(zhì)部分沉速。m、s。見本條文說明表3，K.系數(shù).復(fù)合流態(tài)可根據(jù)似均質(zhì)部分占的比重多少酌量選取 若似均質(zhì)部分占的比重多可取K，150。若非均質(zhì)部分占的比重多可取K 82、λ 達(dá)西摩阻系數(shù)λ、4f。范寧摩阻系數(shù)，S，相對密度、第三。進(jìn)行明槽復(fù)合流態(tài)漿體摩阻損失計(jì)算 對明槽輸送、C為距槽內(nèi)底0，9h，h為液面深,處的體積濃度、CA為距槽內(nèi)底0。08h處的體積濃度.按公式。22。計(jì)算.式中。A 過流斷面面積。m2、X。明槽濕周,m、R，水力半徑，m，尾礦明槽復(fù)合流態(tài)摩阻損失.只要將公式,23。取代,6.并在公式。8、9.19 和，20，中將D。4R代入,并計(jì)算得似均質(zhì)流摩阻損失i1和非均質(zhì)流摩阻損失、i2.二者之和即為明槽復(fù)合流態(tài)摩阻損失ik、復(fù)合流態(tài)尾礦漿體輸送摩阻損失ik等于細(xì)顆粒似均質(zhì)部分摩阻損失i1與粗顆粒非均質(zhì)部分摩阻損失 i2之和.細(xì)顆粒似均質(zhì)部分摩阻損失i1按達(dá)西.韋斯巴赫公式。19,計(jì)算，粗顆粒非均質(zhì)部分摩阻損失、i2按E J,瓦斯普,R.杜蘭德公式。20，計(jì)算。3.尾礦漿體高濃度長距離,L。10km、管道輸送經(jīng)驗(yàn)公式。尾礦漿體高濃度長距離管道輸送應(yīng)選取合適的尾礦粒度.輸送濃度,黏度。流速等參數(shù).滿足.0，8 且，0 5的條件。使絕大部分漿體形成似均質(zhì)流態(tài),該漿體在流動(dòng)時(shí)幾乎沒有粗顆粒沉積、流動(dòng)漿體處于比較穩(wěn)定狀態(tài)，高濃度長距離管道輸送似均質(zhì)流態(tài)臨界流速可按E,J.瓦斯普,劉德忠公式計(jì)算。見本條文說明表4、高濃度長距離管道輸送似均質(zhì)流的輸送流速還必須大于過渡流速。賓漢體過渡流速可按漢克斯公式計(jì)算，詳見本條文說明表6。表6，賓漢體雷諾數(shù)ReB劃分范圍及范寧摩阻系數(shù)f計(jì)算，高濃度長距離管道輸送似均質(zhì)流態(tài)摩阻損失按達(dá)西,韋斯巴赫公式，19、計(jì)算.范寧摩阻系數(shù)f可按本條文說明公式。8.和表6賓漢體漢克斯范寧摩阻系數(shù)f計(jì)算、二者取大者。4 我國傳統(tǒng)習(xí)用的經(jīng)驗(yàn)公式，對尾礦密度ρg，3t,m3.尾礦漿體重量濃度Cw、30,短距離輸送可按我國傳統(tǒng)習(xí)用的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,我國傳統(tǒng)習(xí)用的尾礦漿體輸送臨界流速可按B、C,克諾羅茲公式計(jì)算 見本規(guī)范條文說明表4 我國傳統(tǒng)習(xí)用的尾礦漿體輸送摩阻損失是把全部尾礦漿體都按似均質(zhì)流態(tài)考慮.按達(dá)西 韋斯巴赫公式，19,計(jì)算,達(dá)西摩阻系數(shù)λ按φ A,舍維列夫新鋼管摩阻系數(shù)公式計(jì)算，11。2,7，尾礦漿體輸送自流管道的最大設(shè)計(jì)充滿度是考慮流量的波動(dòng)及流動(dòng)中的波浪影響,并參考現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn),室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范、GB。50014,2006中第4、2 4條的有關(guān)規(guī)定制訂的.11、2,9 尾礦漿體輸送明槽。自流管道及壓力管道最大設(shè)計(jì)流速不宜超過臨界流速的1。3倍,流速過大會(huì)造成管槽摩阻損失加大,磨蝕加劇 最小流速1，0m。s是參考現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范，GB。50014。2006中第4.2、4條的有關(guān)規(guī)定制訂的,