浆体管、槽输送试验（二）

    2)管道浆体试验：对不同浓度浆体，采用相同的管径探讨其平均流速(υ)与水头损失(i)(以清水水柱表示)之间的关系，绘制成i-υ曲线。然后与同管径的清水曲线(i₀-υ曲线)相比较，就可发现当流速大到某一程度时则i-υ线将与i₀-υ线保持平行。当小于此流速时i-υ线将偏离i₀-υ线而呈上凹形。在此流速点以上时浆体呈伪均质流，以下时固粒呈不均匀悬浮。通称为“分界临界流速”(又称“悬浮临界流速”).当流速略降低则管底将呈明显的推移质。此时流速称为“淤积临界流速”。这两种临界流速大约相差10%左右，但都可以将全体固粒送走。选用其中那种临界流速作为两相流的参数，这需要根据浆体输送的技术条件进行技术经济比较确定。也可在两种临界流速之间或附近寻找一个符合技术经济情况的经济临界流速(υ_e)作为设计参数。[next]
    在取得各种浓度的临界流速(υ_e)以后，再得出各个临界流速下的水头损失值(i_e).就可绘制D(管径)-P(浓度)-υ_e(临界流速)关系曲线图与D-P-i_e(临界水头损失)关系曲线图(图5、图6).在两个曲线图上将各出现一个峰值和一个谷值。在曲线谷值区段水头损失较小，能耗也随之降低，是输送矿浆的理想范围。例如，图5及6中重量浓度为38～48%是输送矿浆的理想浓度区段，其中以45%最为理想。

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    3)临界流速与水头损失曲线的延伸：管道输送试验多采用小管径，因此，很难如实地反映实际生产中所使用的大管径的客观条件，故存在着大管径管道临界流速和水头损失的预估问题。对此通常采用两种解决办法：一是延伸法，就是将曲线向前延伸，它仅适用于浓度及粒度级配都固定不变时，同时，试验管径和实际生产管径还要相差不大；二是公式计算法，即选用和推荐与试验条件相近似的计算公式。
    延伸法一般所要确定的参数是临界流速与水头损失。延伸临界流速的主要目的是推断试验管管径范围外(加大或减少),对临界流速可能引起的变化。在进行曲线延伸时，一定要充分估计到由于管径变化给浆体物理特性、粒度组成及流态上可能带来的影响，而这些影响将给延伸的临界流速曲线带来一定的误差。
    临界流速下的水头损失延伸，首先先假定浆体的水头损失(i_e)为清水的水头损失(i₀)和清水中混粒而增加的附加水头损失(Δ_i)之和，即：
                                Δi=i_e-i₀
    通过不同浓度的矿浆在不同管径的管道中的试验，即可得出一组Δi值。此时就可进行曲线延伸。但应用这种延伸曲线时对原试验中的误差要有足够的估计；同时，还要考虑到在长期输送中可能带来的颗粒细化问题。因此，在利用此种曲线时一般要乘以1.1～1.2的安全系数。
    无论延伸法或是计算公式法所得到的延伸数据，只要所适用的管径与原试验所采用的管径相差不是很大，相对来说，具有一定的可靠性。如两者管径相差过于悬殊，能否利用延伸得出的临界流速和水头损失作为设计依据，尚有待研究验证。
    C  浆体沉降试验
    浆体沉降试验的主要目的是检测管道突然性短期停止运行能否出现固粒的沉积，造成再启动的困难。具体试验内容如下：
    a  浆体物理化学性质检验
    (1)物料性质检验：检验当管道停止生产时，浆体内是否会出现再结晶或颗粒间胶凝现象。
    (2)粒级组成检验：在长距离管道输送中是否可能使颗粒粒度组成出现变化。
    (3)固料下滑试验：寻找浆体中固体物料可能出现下滑的“临界倾角”，以确定管道敷设可采用的最大允许坡度。
    (4)再起动输送时浆体流动性能检验：检测当管道再启动生产时浆体流态与其他流动性能和原浆体有无变化。
    b  浆体静置试验
    将浆体倒入立管内静置15～30天，观察浆体内固体颗粒分布上有无变化，以检验高浓度浆体内固体颗粒分布是否稳定或近似稳定。
    除上述这些试验项目外，国外一般还要求进行设备及管道的磨蚀试验，国内有些矿山近年来也有此项要求。此外，物料粉化(细化)试验也是一项重要的试验内容，但对金属矿浆来说，一般不需要进行。