PDF《中图分》

1 ) 或vA= /

3 / (

4 ) (

2 ) 式中: ―― 水砂混合 液密度,k ;

P 口―― 吸管 中的局部真空 度,P a ;

、 ―― 吸管 中液 固 混合 液的平均 速度, s ;

^ q ―― 吸头与砂 矿床之间的距离,m;

一 吸管直径 ,m;

一 流量 系数. 一 般而言, 只有 当 达到一定值时 , 砂矿颗料 才会开始与矿体分离 , 进入 吸管. 的晟 小值 由克诺罗兹公式确定 : /g= (

3 ) 式中b一经验常数 ;

^ ―― 水深,m: 比―― 砂矿 的平均粒径,m. 第翌卷第3朔 唐 川林 等:滨海砂 矿开 采新 方法 的研 究8l从方程 (

1 ) 、 (

2 ) 、 (

3 ) 可见, v ^ 与吸管 内的局部真 空度 , 水深, 砂 矿粒径等参数有关. 其中影响最大 . 而 其次与空气喷射器的结构参数及压缩空气 的流量、 压力 等有关. 如图2所示, 设空气 喷嘴进出 口气 流的压力、 速 度和 密度分别 为、v岫、、、v

一、~, 则有 : 】 = [ +2 r - , / ( K―1 ) ( / 一 /阳 ) ] { (

4 ) 式中 } 一 气体等熵指数, 对于空气 K : l _

4 . 通过气体喷射器产 生的压 力损 失可利用动量 守恒原理求得 : : 一[ 阳岛/A一( 1一)()](5)=oj(1一 %) A (

6 ) = / A (

7 ) = p (

8 ) 式中%―― 气体的空隙率 ;

―― 液固混台液的平 均流量, n s ;

―― 输送 管中 液固混台 液的平均速 度, s A r一 输送 管与吸管的截面积 , ;

C ―― 空气 喷嘴出口处 空气的流量 , m3 / s . 从(

1 )~ (

5 )可见, 调整输送管和 吸管直径 、 改变空 气喷嘴参 数及压缩空气压 力、流量, 就可使气举装置的抽取量达到最佳范 围.

1 .

3 气举 的效 率 压缩空气经喷嘴进入 , 通过输送管后流人大气. 设压缩空气压力从 变化至 的过程 为等温过程, 则压缩空气 的输入能量 E 为:El= O o i n ( / ) (

9 ) 式中―― 大气压 , MP a ;

( ―― 压缩空气流 量, . 设抽取的水量为 q , 砂 量为 , 水和砂 的密度分别力 P L 和R, 则将 砂矿从水底提 升至 出 口所需要的能量 E 为】:E=P艇

(一)+ Q[ g ( ― t o t . ) ( ^ 1+ )+ g ( ^ 4一)](m) 式中―― 水面至空气喷嘴 出口处 的距离, m;

―― 吸管 长度 , m;

―― 气举装 置气液固混台 液出 口处 至空气喷 嘴出口处的距离 ,m. 因此 , 气举的效率 为:=岛/E l= ( 一)+ Q[ g ( F s ― P L ) ( + )+ Rg ( 一)]只h( /t , o

1 .

4 液固混 合液的输 送量 Q 若不考虑空气 的可压缩性及其动量变化, 抽吸和输送过程 稳定. 则对 图 2所示 的I― I 和Ⅱ.Ⅱ横截面运 用动 量守 恒原理可得:J,-J=.――F:I―(12)式中J

2、J―― 分Ⅱ为作 用在截面 Ⅱ一Ⅱ和I. I上的动量, m ・ k g / ;

J '

= A Ⅱ . Ⅱ= ( v m '

+ G ) ( 1一G)+ G ( + G

一、'

)!J_=I.I= 船(十G)(1一G)+G(+G―)――作用在截 面I― I上 的力, E : t o t . g ( + ) A ・A N;

R―― 作用在截 面 Ⅱ一 Ⅱ 上的力 , R : ・A Nt 重废大 学学 报(自然稃 学髓 )

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9 9正E―― 管内水的重力, E : 赢kA十(1一 ) h A N;

― ― 管 内固体 颗粒重力 , E = 茹kA p , ~ c . h z A . N;

― ― 管 内摩擦 阻力, = E. k十E+ L, N;

E. k ―― 吸管 内固液两相流 的摩 擦 阻力, ;

E ―― 垂直输送 管 内气 液固三相 流的摩 擦阻力, N;

―― 液相的平均体积率;

―― 固相的平均体积率;

'

『_一混合液 中固相 的体积 分数 ;

v = ―― 固体颗 粒 在垂 直管中的 沉 降程 度, T n / s . 根据(