水煤浆的滑移速度修正模型
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中图 分 类 号 ： Ｑ ３ Ｔ ５６ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０６６ ７ （０ ７ ０ —０ ２— ５ １０ － ２ ２０ ）３ ０ ３ ０ ７
发展大规模高效气流床煤气化技术 ， 达到更高
的 日处 理能力 和更 高 的碳 转 化 率 ， 仅 需要 所 使 用 不 的水 煤浆 具有 尽可 能 高 的质 量 浓度 和输 送 流 量 ， 而 且 需 要 良好 的可泵性 和低 阻特性 。高浓 度 水煤浆 流
维普资讯
水煤浆的滑移速度修正漠墅
王秋 粉 ， 良勇 ， 远 ， 钰 锋 陈 任 段
（ 南 大学 洁净 煤发 电和 燃烧技 术教 育部 重 点 实验 室 ， 东 江苏 南京 ２０９ ） １０ ６
摘 要 ： 煤 水混合 物 的流 动过程 中存 在 着滑 移效应 ， 是在 用 传统 的 Ｍｏｎｙ方法 和 Ｊｓ— 在 但 ｏｅ ａｔ ｒ
维普资讯
全国中 文核心期刊 矿业类核心期刊 《 Ａ— Ｄ Ｃ ＪＣ 规范撇 行优秀期刊． Ｊ
【 —
］
径 。尽管 Ｊｓ ｚｂｋ 在 某些 情 况 下 能 给 出很 好 的滑 ａｔ ｅ ｓｉ ｒ
降 ， 为 测 试 段 长 度 ， 为 管 遭 直 径 。 综 上 司得 ： Ｄ
义 和实用 价值 。
滑移现象是具有较高浓度的煤水混合物类液固 两相 流体 在管 内流动 时 产 生 的一 种 特殊 流 动 现 象 。 自从 １３ ９ １年 ＭｏｎｙＩ提 出关 于 滑 移 的 问题 以 来 ， ｏｅ Ｊ
许 多学 者 相 继 对 滑 移 进 行 了研 究 。Ｃ ｎ ｏｅ和 Ｖ ｒ— ｅ ｇ ｎｓＭｅ ｎｒ２ 高分 子溶 液 、 胶 液 和 固体 悬 浮 液 ｅ、 ｔ ｅ＿对 ｚ 乳
变特性 的研究是 实现其 高效稳 定 和均质输送 的基 础 。流变 特性是 研究 剪 切应力 和剪 切应 变速 率之 间
的关 系 ， 确定 水煤浆 管 内流 动速 度分 布 、 是 阻力损 失 的前 提 ， 是 研 究 水 煤 浆 雾 化 和气 化 性 能 的基 础 。 也 因此 ， 究 高浓度 浆 态 非 牛 顿 流体 在 变 管 径 通道 中 研 的流变 特性 及其 影 响因素 和规 律具 有重要 的理 论 意
ｚｂｋ 方法 对 高浓度 水煤 浆的 滑移 特性 进 行 分 析 时 ， 能 得 出一致 的 结果 。笔 者基 于前 人 对 ｅ ｓｉ 没
滑移 的假设 ， 通过 多管径 管流试 验 ， 究 了高浓度 水 煤 浆 管 内流 动 的 滑移 现 象 ， 析 了滑移 引 研 分
起 的 附加 流量对 总流 量 的影 响 ， 出 了选取 最 佳 滑移 指 数确 定 水 煤 浆 真 实流 变特 性 的本 构 模 提 型 和方 程 ， 出高浓度 浆 态非 牛顿流 体存在 屈服 应 力 。 指 关 键词 ： 水煤 浆 ； 变特性 ；滑移 修 正 ；高浓度 流
基金项 目： 国家重点基础研究发展计； （ ７ 计 划） ￣ ９３ Ｕ 资助（ ０ ４ Ｂ １ ０ ） ２ ０ Ｃ ２７ １ ７
作者简 介 王秋粉 （９ ２一）， ， １８ 女 山东聊城人 ， 硕士 ， 主要从事煤的洁净燃烧与气化方面的研究。 ３ ２ 《 洁净煤技术） ０ ７年第 ｌ ） ０ ２ ３卷第 ３期
移修 正结 果 ， 卢平 和孟 令 杰 均用 该 方 法 成 功 如 地 对水 煤膏 的流变 特性 和滑 移特 性 进行 了分 析 。但
在 应力 不均 匀 流场 中的 行 为进 行 理 论 研究 表 明 ， 当
确定出滑移速度。但是用该理论对较高浓度水煤浆 的流变模型进行修正时 ， 发现得到 的滑移速度值 比
管 内的平均 流 速还要 大 ， 这是 和 理论 分析 相矛 盾 的 ， 类似的情况在 Ｍ ｕ ａ ｏｍｉ ｃ和 Ｇ ｉ ｒ 聚 合 物 的 滑 移 ｅｅ对 ｇ 特 性研究 过 程 中也 碰到 过 。Ｊｓｚｂｋ 对 高浓 度 ａｔｅｓｉ ｒ 悬 浮液 进行 流变 特 性 的 研究 时指 出 ， 移 速 度 不仅 滑
度跳 跃 ” 。在 用 管 流 法 研 究 水 煤 浆 的流 变 特 性 时 ， 同样 发现 水煤 浆在 不 同管径 的管 道 内所 测得 的流变 模 型 不一致 ， 这种 不一 致 正是 由 于水 煤 浆 的滑 移 所 引起 的附加 流 量不 同所 造成 的 。所 以滑 移现 象 的存 在 无 疑会对 非 牛顿 流体 的流 变模 型及 其管 内流动 的 规 律 带来一 定 的影 响。 为确定 水 煤浆 的真 实 流变 模 型 ， 必要应 用 滑移 理 论 对 滑 移 效 应 和 机 理进 行 深 有 入 的研 究 ， 对 滑移 产生 的影 响进 行相 应 的修 正 。 并 从 目前 的文 献来 看 ， 滑 移 的修 正 主要 是 基 于 对 Ｍｏｎｙ 论 … ， 理论 假 设滑 移 速度 只 和壁 面 剪切 ｏｅ 理 该 应 力 有关 ， 以 ， 相 同 的壁 面 剪 切 应 力 下 ， 过 表 所 在 通 观壁 面剪 切 速 率 对 １Ｒ作 图 所 得 直 线 的斜 率 就 可 ／
寸 的影 响 ］他提 出 了 ＝ ，
１Ｌ
， 里 是滑 移速 这
薄层 ， 由于这个滑移层非常薄 ， 所以壁面附近流体的
速度 可视 为 不 连 续 ， 流 体 在 壁 面 处 出现 一 个 “ 即 速
收 稿 日期 ：０ ６—１ ０ ２０ １— ５
度 ， 滑移 修正 系数 ， 为壁 面剪切应 力 ， 为半 Ｊ是 Ｂ
和 壁 面剪 切应 力 有关 ， 且 受 管 道 的 几 何 形状 及 尺 而
， － ｐ
介 质受 到不 均 匀剪 切 时 ， 粒 趋 向 于 由高 剪 切 区域 颗 向低剪 切 区域迁 移 ， 在径 向产 生组 分浓度 梯度 ， 而 从 在 壁面 出现 一层 仅有 连续 相而 几乎 不存在 分散 剂 的
发展大规模高效气流床煤气化技术 ， 达到更高
的 日处 理能力 和更 高 的碳 转 化 率 ， 仅 需要 所 使 用 不 的水 煤浆 具有 尽可 能 高 的质 量 浓度 和输 送 流 量 ， 而 且 需 要 良好 的可泵性 和低 阻特性 。高浓 度 水煤浆 流
维普资讯
水煤浆的滑移速度修正漠墅
王秋 粉 ， 良勇 ， 远 ， 钰 锋 陈 任 段
（ 南 大学 洁净 煤发 电和 燃烧技 术教 育部 重 点 实验 室 ， 东 江苏 南京 ２０９ ） １０ ６
摘 要 ： 煤 水混合 物 的流 动过程 中存 在 着滑 移效应 ， 是在 用 传统 的 Ｍｏｎｙ方法 和 Ｊｓ— 在 但 ｏｅ ａｔ ｒ
维普资讯
全国中 文核心期刊 矿业类核心期刊 《 Ａ— Ｄ Ｃ ＪＣ 规范撇 行优秀期刊． Ｊ
【 —
］
径 。尽管 Ｊｓ ｚｂｋ 在 某些 情 况 下 能 给 出很 好 的滑 ａｔ ｅ ｓｉ ｒ
降 ， 为 测 试 段 长 度 ， 为 管 遭 直 径 。 综 上 司得 ： Ｄ
义 和实用 价值 。
滑移现象是具有较高浓度的煤水混合物类液固 两相 流体 在管 内流动 时 产 生 的一 种 特殊 流 动 现 象 。 自从 １３ ９ １年 ＭｏｎｙＩ提 出关 于 滑 移 的 问题 以 来 ， ｏｅ Ｊ
许 多学 者 相 继 对 滑 移 进 行 了研 究 。Ｃ ｎ ｏｅ和 Ｖ ｒ— ｅ ｇ ｎｓＭｅ ｎｒ２ 高分 子溶 液 、 胶 液 和 固体 悬 浮 液 ｅ、 ｔ ｅ＿对 ｚ 乳
变特性 的研究是 实现其 高效稳 定 和均质输送 的基 础 。流变 特性是 研究 剪 切应力 和剪 切应 变速 率之 间
的关 系 ， 确定 水煤浆 管 内流 动速 度分 布 、 是 阻力损 失 的前 提 ， 是 研 究 水 煤 浆 雾 化 和气 化 性 能 的基 础 。 也 因此 ， 究 高浓度 浆 态 非 牛 顿 流体 在 变 管 径 通道 中 研 的流变 特性 及其 影 响因素 和规 律具 有重要 的理 论 意
ｚｂｋ 方法 对 高浓度 水煤 浆的 滑移 特性 进 行 分 析 时 ， 能 得 出一致 的 结果 。笔 者基 于前 人 对 ｅ ｓｉ 没
滑移 的假设 ， 通过 多管径 管流试 验 ， 究 了高浓度 水 煤 浆 管 内流 动 的 滑移 现 象 ， 析 了滑移 引 研 分
起 的 附加 流量对 总流 量 的影 响 ， 出 了选取 最 佳 滑移 指 数确 定 水 煤 浆 真 实流 变特 性 的本 构 模 提 型 和方 程 ， 出高浓度 浆 态非 牛顿流 体存在 屈服 应 力 。 指 关 键词 ： 水煤 浆 ； 变特性 ；滑移 修 正 ；高浓度 流
基金项 目： 国家重点基础研究发展计； （ ７ 计 划） ￣ ９３ Ｕ 资助（ ０ ４ Ｂ １ ０ ） ２ ０ Ｃ ２７ １ ７
作者简 介 王秋粉 （９ ２一）， ， １８ 女 山东聊城人 ， 硕士 ， 主要从事煤的洁净燃烧与气化方面的研究。 ３ ２ 《 洁净煤技术） ０ ７年第 ｌ ） ０ ２ ３卷第 ３期
移修 正结 果 ， 卢平 和孟 令 杰 均用 该 方 法 成 功 如 地 对水 煤膏 的流变 特性 和滑 移特 性 进行 了分 析 。但
在 应力 不均 匀 流场 中的 行 为进 行 理 论 研究 表 明 ， 当
确定出滑移速度。但是用该理论对较高浓度水煤浆 的流变模型进行修正时 ， 发现得到 的滑移速度值 比
管 内的平均 流 速还要 大 ， 这是 和 理论 分析 相矛 盾 的 ， 类似的情况在 Ｍ ｕ ａ ｏｍｉ ｃ和 Ｇ ｉ ｒ 聚 合 物 的 滑 移 ｅｅ对 ｇ 特 性研究 过 程 中也 碰到 过 。Ｊｓｚｂｋ 对 高浓 度 ａｔｅｓｉ ｒ 悬 浮液 进行 流变 特 性 的 研究 时指 出 ， 移 速 度 不仅 滑
度跳 跃 ” 。在 用 管 流 法 研 究 水 煤 浆 的流 变 特 性 时 ， 同样 发现 水煤 浆在 不 同管径 的管 道 内所 测得 的流变 模 型 不一致 ， 这种 不一 致 正是 由 于水 煤 浆 的滑 移 所 引起 的附加 流 量不 同所 造成 的 。所 以滑 移现 象 的存 在 无 疑会对 非 牛顿 流体 的流 变模 型及 其管 内流动 的 规 律 带来一 定 的影 响。 为确定 水 煤浆 的真 实 流变 模 型 ， 必要应 用 滑移 理 论 对 滑 移 效 应 和 机 理进 行 深 有 入 的研 究 ， 对 滑移 产生 的影 响进 行相 应 的修 正 。 并 从 目前 的文 献来 看 ， 滑 移 的修 正 主要 是 基 于 对 Ｍｏｎｙ 论 … ， 理论 假 设滑 移 速度 只 和壁 面 剪切 ｏｅ 理 该 应 力 有关 ， 以 ， 相 同 的壁 面 剪 切 应 力 下 ， 过 表 所 在 通 观壁 面剪 切 速 率 对 １Ｒ作 图 所 得 直 线 的斜 率 就 可 ／
寸 的影 响 ］他提 出 了 ＝ ，
１Ｌ
， 里 是滑 移速 这
薄层 ， 由于这个滑移层非常薄 ， 所以壁面附近流体的
速度 可视 为 不 连 续 ， 流 体 在 壁 面 处 出现 一 个 “ 即 速
收 稿 日期 ：０ ６—１ ０ ２０ １— ５
度 ， 滑移 修正 系数 ， 为壁 面剪切应 力 ， 为半 Ｊ是 Ｂ
和 壁 面剪 切应 力 有关 ， 且 受 管 道 的 几 何 形状 及 尺 而
， － ｐ
介 质受 到不 均 匀剪 切 时 ， 粒 趋 向 于 由高 剪 切 区域 颗 向低剪 切 区域迁 移 ， 在径 向产 生组 分浓度 梯度 ， 而 从 在 壁面 出现 一层 仅有 连续 相而 几乎 不存在 分散 剂 的