高浓度粘稠物料管道输送浓度对吸入效率的影响

【摘要】本文主要研究高浓度黏稠物料管道输送过程中对输送特性和沿程阻力影响的关键参数，根据对实验室以往数据的分析，可以看出浓度的影响比较大。

“高浓度黏稠工业废弃物”，指工业生产过程中产生的含固量较高、粘度较大，在常温、常压下不具有流动性的废弃物。包括煤炭行业的煤泥，给排水行业的脱水污泥，制造行业的工业污泥等一般工业固体废弃物，还包括制糖业的糖渣和酿酒业的酒糟等非一般工业固体废弃物，涉及二十余个与国民经济息息相关的产业与行业。高浓度黏稠物料主要是指高浓度黏稠工业废弃物。

在高浓度黏稠物料管道输送中吸入效率是衡量输送能否成功的关键参数，所以选取浓度对吸入效率的影响为研究对象。考虑到在做浓度对吸入效率的影响实验时，如果将物料在管道中实际输送得出实验结果会存在一些问题，首先，进行管道输送的物料量比较大，进行一次完整的输送所需物料在数吨以上。其次，工作量比较大，如果每个浓度实际输送一次，这样的工作量对实验室来说，是很难承受的。再次，耗时相当长。所以，综合考虑进行实际输送是不可取的，也不现实。

综合实际，最终考虑使用简易装置，而又能基本达到实验目的的方法。所采用的仪器为80ml注射器一个，将其前端的针头部分锯掉，这样就能让注射器的活塞尽可能大面积的接触到物料，然后将简易测试装置的前端部分插入物料中，向后拉活塞，物料会部分或全部的充满注射器，这样就达到了类似管道输送中活塞泵吸入物料的作用，然后对吸入的物料进行称重，比较吸入部分物料重量和该浓度下物料将装置装满时的重量，就能得到该浓度下，物料的吸入效率了。所用简易吸入效率测试装置如图1所示。

1.实验步骤

（1）先调物料，将所要测量的物料调制好，开始可以将含水率控制在比较低的范围，这样便于后面测高含水率时，直接加水调制就可以了。调制好后，用水分仪测试物料的含水率，记录下该物料的含水率。

（2）称量总重，用该浓度下的物料将简易装置充满，然后放在天平上称重，记录下总重量数据。

（3）吸入物料，将简易装置前端插入物料中，往后拉活塞，直到物料不再进入注射器为止。

（4）称量吸入后重量，将吸入物料后的简易装置放在天平上称重，记录下重量数据。

2.数据处理

宜宾电石泥，济南煤泥吸入效率数据如表1-2所示。

3.实验数据分析

通过分析实验所得数据，可以看出，含水率细微的变化可以引起吸入效率较大的变化，每种物料的可吸入范围各不相同，当达到一定的含水率时，其吸入效率会发生显著变化，所以，据此推测物料的含水率存在临界值，宜宾电石泥为45.91%，济南煤泥为27.37%。当含水率低于临界值，吸入效率较低，当含水率达到或超过临界值时，吸入效率相当高，这样就可以对物料在管道输送中提供数据支持，结合管道输送时的物料含水率（宜宾电石泥为45.82%）和该实验测得的临界值，可以找出物料的可输送范围。

当物料含水率未达到临界值以前和超过临界值后，其吸入效率的变化都比较小，所以在实际管道输送中可以考虑临界值或超过临界值的含水率范围，为实际输送提供含水率参考数据，由于缺少该临界值和实际输送中的含水率数据对照，所以有待以后实验和研究进一步验证。

参考文献

[1]赵学义.高浓度黏稠物料可输送性分类与管道输送特性的试验研究[D.北京：中国矿业大学（北京），2006

[2]王星.高浓度黏稠工业废弃物管道输送流动特性的数值模拟与试验研究[D].北京：中国矿业大学（北京）.2006

[3]吴淼，赵学义，金赟.黏稠物料管道输送实验系统的设计与测试方法[J].机电产品开发与创新，2004，17（4）：25-27.