。
11.2】。 水力计》算
?
11.!2.1 《。 本条是新》增加的条文》尾矿浆体输送—距离5k《m~:10km一般应【做小型静态试验【以,了解水、尾》矿及浆体《的物理化《学性质尾矿的密度】、粒度分布及组成是!尾矿的重《。要特性尾矿浆体【。的极限浓度和流【变参数是输》送的基础资料是【小型:静,态试验必做的项目对!重大:工,程输送距离大—于10k《m的:长距:。。离尾矿输送》及,特殊浆体(如—颗粒粗、密度大【、浓度?高及有添加剂)的输!送还应做半工业【性环管试验》以了解尾矿浆—体输送的管道—特性、?操作特性《和腐蚀?特性为管《道输送?提供依据
【
11》.2.2 本条】是新:增加的条《文由于尾矿浆—体的流?变参数是尾矿—浆体“水力计算【”的重?要基础参数》故新增本《条文
?
— : 在水中加》入尾矿颗粒增加了】尾矿浆体《的黏度?大多数情况下还会】使尾矿浆体流型【发生变?化从牛顿体转—变为非牛顿体—
】 尾?矿,浆体的流变参数与尾!。矿的浓度、尾矿细】度等因素有关
【
— 当尾矿浓【度较低尾矿颗粒【较粗如大于50μ】m尾矿浆体具有牛】顿体特?。性其数学模型—是μ为黏《度,
《
当尾】矿浓度较《高尾矿颗粒较细如】小于10《μm~?30μm尾矿浆体具!有非牛?顿,体特性
》。
对!尾矿浆体而言—大量试验结果—表明随着《尾矿浆体浓度的提高!多,数表现?出,宾汉体特性》其数学?模型是τB》为屈服应力η为刚】度系数
—
由】于尾矿含有一定【的细颗粒细》颗粒在有电解质水】中形成颗《粒,表面吸附水膜吸附】水膜牢固地附在【细颗粒表面实际上等!于增加了尾矿—的固:体体积细《颗,粒具有絮凝作用当】达到一?定浓度时絮凝团互相!搭,接形成絮网絮—网中间充满了封闭水!所有这?些现象均使含—有黏性细颗粒浆【。体,黏度增?加尾矿浆体中的絮网!结,构很容易产生—屈服应力
》
!在尾矿浆体水力【计算时用到的浆体流!变参数应通过试验测!定出具体矿浆样品】。的宾汉体屈服应【力τB=f(Cv】),曲线和宾汉体刚度】系数η=f(Cv)!曲线或回归出计【算式:以备应用
!
在没有条!件测定?时可通过计算确定本!条文说明中牛顿【体黏度?μ(Pa·s)或宾!汉,体屈服?应力τB(Pa【)和刚度系数—η(Pa·》s)可按费祥俊公式!。计算该公式引—自费祥俊《所著浆体《与粒状物《料输送水力学详见本!条,文说:。明表2其中di粒径!中需有?d5(m《m)、?d10(mm)的】数值
—
,。
表2 尾矿【牛顿体与宾汉体费祥!俊流变参数公—式
《
【
,
【11.2《.3: 本条规定了计】算选矿厂排出的【尾矿浆?体正常流量》。和正:常流速的《计算方法
】
尾矿!。浆体输?送工程取决于选【矿厂排出《。的尾矿流量》和浓度对小型黑色和!有色浮选流程选矿厂!。。排出的尾《矿流量?相对较小排》矿浓度?。相对较?高通常为20%~3!0%尾矿浆体—输送流量可按选矿】厂排出的《尾矿:浆体正常流》量设计中型黑色【重选和有色浮选流程!是否:采,取浓缩设《施提高浓度减少流】量输送应《经技术经济比较后】。。确定
《
】对大型黑色重—选和有色浮选流程】选矿:厂排出?的尾矿流量相对较大!。排矿浓度《相对较低通常为5】%,~15%为节水【节能降低投资和经营!费设计应采用浓缩设!施可:将浓度提《高到3?0%:。~50%此时—尾矿浆体输》送流程应《按浓密机底流—排矿浓度计》算尾矿浆体》正常流量
【
,
11.2.4】 , ,我国多数《尾,矿泵站首部设置矿浆!仓采用压《入式向矿浆泵进料】为适应流量波—动原规范规定在【正,。常流量基础上—波动范围取±1【0%根据多年工【程实践经验波动范围!取±10《%是适宜《。。的故本?条仍按±10%规】。定取值
》
,
11.2.】5 尾《矿浆体输《。送临:。界流:速与摩阻损》失,是,尾矿浆体输送设计的!重要参?数对于?该参数的确定如果做!半工业性环管试验】可根据相《。应的试验确定—如果未做试验可【参,考相:似工程试《验、经验数据、类似!系统运行资料和经】验公式计《算,确,定
》
—关于经验公式计算】问题由于影响尾矿浆!体,输送临界流》速与:摩阻损?失的因素《。复杂其中包括颗【粒大小?、粒径分布、—尾矿密度、颗粒形状!、尾矿浓《度、浆体《流变参数、浆—体流量及过流断面】的边界条件》。等国内外《众多:的试验研究》及据:此归:纳出的?经验公?式都有一定局限性很!难普遍?适用加之经》验公式种类繁—多众说纷纭》。目前在正文中推荐出!公认的临界流速【与摩阻损失经验公】式确有?难,度根据设计需要考】虑到我国历史及【。现实情况临界—流速和?摩阻损失《的计:算方:。法可:参考以下方法计【。算
:
!(1)尾矿浆体流】态,的定义及计算—方法:
,
》 第一关【于流态判别式
】
:
? 尾矿浆体流态!采用相对体积浓度】值判别对《全部:尾矿浆?体的值按下式—计,算
—。
《。
【。式中 相对体积浓】度C为距管内底0】.,。92D处的体积浓度!CA:为,管中:心线0?.5:D处的体积浓—度;
—
! ? 尾矿di》级粒径权重△P【i(以小数计)【的相对?。体积浓度;》
【 — 《。。ωidi粒级的沉速!(m/?s,),见本条文说明表3;!
【 ! ,K,修正卡门常数K【=0.?36;
! 》 β【伊斯梅尔系》数,。β=1;
》
— 【 U摩》阻流速?(m/?s);
—
】 ? ,。 :f刘:德,忠范宁摩《阻,系数可按公式(8)!。计算;
】
!。 ε《管道内壁《粗糙度(mm)【钢管ε=0》.0508mm~】0.15m》m,;
【 : — D《管道内径《(mm);
—。
】 : 》 Re雷诺》。数;
》
? — ρ—1似均质浆体密度】(kg/m3);
!
】 — η似均质浆体宾!汉体刚度系数(P】a·s)
》
【 第二关于—流,态定义与判别
!
,
,。
当 ≥0!.8且≥0》.5时定义为似均】质流态尾《。。矿浆体接《近均质流为》区别单相均质流【称似均质流》尾,矿为细颗粒载—体为全部浆体尾矿】浆体高浓《度长距离《管道输送应采用似】均质流态《;
【 当<0.】1时定义为非均质】流态尾矿为粗颗粒】载体为水尾矿—浆体输送比较少见;!
! 当:0.1≤<0.8或! ≥0.8、—且<0.5时定义为!复合流态尾矿浆【体中细?颗粒似均质部—分来输送粗颗粒非均!质部分的组合—流态:称复合流态绝—。大,。多数:尾矿浆体属》于复:合流态?
,
?
表3《 尾?矿沉速ω(m/s)!计,算公:式
】
— : ? (?2,)复:合流态短距》离(L≤10km)!尾矿:。浆体输?送经验公式》
【 ?有关复合流态尾矿】浆,体输送临界流速计算!可按刘德忠临—界流速公式、E.】J.瓦斯《普临界流速公—式和B.《C.克诺《罗兹:临界流速公》式计算影《响尾矿浆体》临界流速的因—素错综复《杂目前尚无公认的公!式表中列出的公式供!设计参考应》用时注意应用条【件管道输送临界流速!见本条文说明表【4其中ρ《k为尾矿浆体—密度(?。kg/?m3);《ρ1:为尾矿浆体细颗粒】似,均,质部分密度(—kg/m3》);ω为尾矿颗【粒在似均《质部分?加权平?均沉速?(m/?s)按表3计算【;,ωs:为尾矿在水中加【。权平均沉速(m【/s)按表3—计算明槽输送见【本条文说明表5其】中h为临《界水深?(,m)
】表4 尾矿浆体】压力流临界流速【Vc(m/s—)计算公《式
》
》
表5》 尾矿《浆体明槽输送临界流!速Vc(《m/s)计》算公式?
,
!
有关管!道复合流态尾矿【浆体:摩,阻损失计算》如下
》
,
第一进!行似均质流部分体】积浓度C《1V和非均质流【部分体积浓》度C2V计算—
?
— 在进行复合—流态尾矿浆体摩【阻损失之《。前首:先需计算出复合流】态似均质流部分【。。体积浓度C1V【和非均质流部分体】积浓度C2V
【
】 尾矿浆体复合流】态整体体积浓度【为CV则有
—
《
】 对复合流态】尾矿浆体中尾矿【。粒径di权重—△Pi?的浆体似均质部【分体积浓度》为(C1V)—i非均质部分体积浓!度为(C2V)i则!有
:
—。
!似均:质部分体积浓度C】1V和?非均质部分体—。积浓:度C2V按下式计】。算,
—
:
?
应—说明计算复合流【态尾:矿,。浆体C1V和C2】V时需?将尾矿分成较—窄粒级段进行分段】计算对尾矿》粒级di权重—△Pi的浆体试算步!骤如下?
— 《第一次试算》先设C1V(0)=!CV用C1V(0】)即CV按本条文】说明表?2尾矿牛顿体与【宾汉体费祥俊流变参!数公式求出》。宾汉体刚《。度系数η(》P,。a·s)和本条【文说明公式(—10)?求出浆?。体,密度ρ1=ρk【(kg?/m3)按本条【文说明表3尾矿沉】速ω(?m/s?)计算?。公式计算尾矿—di:相应的?ωi:(m/?s)按本条文说明】公式(?6,)计:算出再按公式(【14)计算出C1V!(1)该C1—V(1)≠C1【V(:0):=CV二者相—。差较:大
:
— , 第二次用C1】V(:1)重复第一—次计算?得C1V(》2)该C1V—(,2,)≠C1V(1)二!者相差较小》
! 第n次《用C1V(n-1】)重复前次计算得】C1V(n)该C】1,V(n)≠C1V】(,n-1?)但二者接近
【
》 ? 第n+1次—用C1V《(n)?重复前?次计算得C》1,V,(n+1)该C1】V,(,n+1)≈C—1V(n)二者近似!相等达到5位有【。效数字相等即可【此时C1V(n+】1)就是最终求【得,的,。复合流?态似:均质流部分体积浓度!C1:V
】 同《理可求出《复合流态非》均,。质流部分体积浓度】C2V
! 第》二管道复合》流态摩阻损》失,。按下:式,。计算
!
,
?
式中i】k复合流态摩阻【损失(mH2O/m!。);
】 ? i1!似均质?部,分摩阻损失》(mH2O》。/m);《
》
, 《。 △【i2非均质部—分摩阻损失(—。mH:2O/m);
【
?
: 《 —(C1D)i尾矿】颗粒在载体》似均质部分沉降阻力!系,。数;:
】 , 《 ωi尾矿在载!体似均?质部分沉速(—m,/,s)见本条文—说明表3;
【
?。
《 , —K系数复合流态可】根据似均质部分占】。的比重?多少酌?量选取若《似均质?部分占的比》。重多可取K》=150若非均【质部分?占的比重多可取【。K=82;
】
,
《 《 λ达西摩】阻系数λ=》4f(范《宁摩阻系数)—;
《
【。 《 S相对》密度
?
》 ? : 第三【进行:明槽复合流态浆体摩!。阻损失计算
【
! 对明槽】输送C为距槽—内底0.9h(【h为液面深》)处的体积》浓度 C《A为距?槽内底0.0—8h:处的体积《。浓度按公式(22】)计算
》
!
式—中A过流断面—面积(m2)—;,
:
?
? : X明槽!湿周(m);
!
!。 R水力【半径:(m)
! , 尾矿明槽【。复,合流:态摩阻损失只—要将公式(23【。。)取代(6)并在】公,。式,(8)、(9)、】(19)和(20)!中将D=《4R代入并》计算得似均质流摩阻!损失i?1和非均质流—摩,阻损失△i2—二者之和即为明槽】复合流态摩阻损【失ik?
》
复—合流态尾矿浆—体输送摩阻损失i】k等于细颗》粒似均质《部分摩阻损失i【1,与粗颗粒非均—质,部分摩阻损失△【i2之和细颗粒似均!质部分摩阻损—失i1?按达西?-韦斯巴赫公式(】19)计算粗—颗粒非均质部—分摩阻?。损失:△i:2按E?。.J.瓦《斯普-R《.,杜兰德?公式(20)—计算
】 《 (3)尾矿!浆体高?浓度长距离(L【>10km)—。。管,道输送经《验公式
《
《
尾矿浆体!高浓度长距》离管道输送应选【取合:适的尾矿《粒度、输送浓度(】黏度)流速》。等参数满足≥0.】8且≥0.》。5的条件使》绝大部分浆体形【。成似均?质流:态该浆体在流—动时几乎《没,有粗颗?粒沉积流《动浆体处《于比较稳定状态【
— 高浓度【长距离管道输—送似均质流态临界流!速可按E.J—.瓦斯?普、刘德忠公式【计算见本《条,文说明表4高浓度】长距离管道》输送似?均质流的输送流【速还必须大》于过渡流速宾汉体】。过渡流速可按—汉克斯公式》计算:详见本条文说明表】6
?
《表6 《宾汉体雷诺》数ReB划分—范围:及范宁摩阻系数【f计算
《
【
?
,。 《高浓度长距离管【道,输送似均《质流态摩阻损失【按达西-韦斯巴赫】公式(19)计算】范宁摩阻系数f【。。可按本条文说明公】式(8)和表—6,宾汉体汉克斯范【宁摩阻系数f—计算二者取大—者
】 ?(4)我《国传统习用的经【验,公式
—
《 , 对尾?矿,密度:ρg≤3《t/m3尾矿—浆体重?量浓度Cw≤3【0%短距离输送可】按我国传统习用【的经验公式》计算
】 我国传统习!用的尾矿《浆体输?送临界?流速可按B.C【.克诺罗兹公—式计算见本》规范条文说明表【4
:
— 我国传统【习用的?尾矿浆体输送摩阻损!失是把全部尾—。矿浆体都按》似均质流《态考虑按达西-韦】斯巴赫?公式(19)计算】达西摩阻系数λ【按φ.?A.舍维列夫新钢管!。摩阻系数公》式计算
—
《
,
11.【2.7? 尾矿浆体输送自!流管道的最大设计充!满度是考虑流—量的波动及流动中的!波浪影响并参—考现:行国家标准》。室外排水设计规【。范GB 50—014-2006】中第:4.2.4》条的有关规》定制订的
【
?11.2.9 【 尾矿浆体》输送明槽、自流【管道:。及压力?管道最大设计流【。速不宜超过临—界流速的1》.3:倍流速过大会造【。成,管槽摩阻《。损失加大磨蚀加剧】最小流速1.—0m/s是参考现】行国家标准室外【排水设计规范GB !50014-200!6中第4.2.4】。条的有?。关规定?制订:的
?