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】5km～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1【0km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10μm～3】0μ：m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(—C，v)：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τ？。。B(Pa《)和刚度《系，数η(P《a·：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d《i粒：径中需有d5(m】m)、d10(m】。m，)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％～30【％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：30％～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 】 1—1.2.5  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△Pi【(以小数《计)的？相对体积《。浓度； —      】      ωid！。i，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！。.0：508mm～0.1！5mm； 【      】      —。D管：道内径(《mm)； —     】       Re！。雷，诺，数； —。  ？        】  ρ1《似均质浆体密度【(kg／m3—)； 】    《  ：     η似【均，质浆体宾汉体刚【度系数(Pa·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≤1》0km？)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(k？g／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C2》V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(C【1V)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C？1V和C2V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C？V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(Pa·s！)和本条文说明公】式(：1，0)求出浆》体密度ρ1＝ρ【k(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(1》4)计？算，出C1V(1)【该，C1V(1)≠【C1：V，(0)？＝CV二者相—差较：大，。 《 ： ， ，  第？二次：用C：1V(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！1V(n《)≠C1V(n-】1，)但：二者：接近 》 ，     第【n+1次用C1V】(n)重复》前次计算得C—1V(？n+1？)该C1V(—n+1)≈C1V】(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C1V —    【 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ik复合流态【摩阻损失(mH【2O／m)； 】 《        】  i1似均质部分！摩阻损失《(m：H2O／m》)； ？ 》        】  ：△i2非均质部【分摩阻损失(mH2！O／m)； ！       】    (C1【D)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0.9—。。h(h为液面深)处！的体积浓度 C【A为距槽内》底0.08h处的】。体积浓？。度按：公式(22)计【算 ？ 【 ？    《式中A过流断面面积！(m：2)； —   》   ？     》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＝《4，R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ik【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△i《2之和细颗粒似均】质部分摩阻损失i】1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Re【。B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(1】9)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≤《30％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】 5001》4-2？006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》.0：m／s是参》考现行？国，家标准室《外排：水设：计规：范GB 50—014-200【6中第？4.2.4条的有】关规定制订的 】