海底矿产资源开发技术经济评价模型研究 被引量：2

1

作者 刘畅 李艳 +1 位作者 张亮 李传良 《中国矿业》 北大核心 2016年第8期69-73,共5页

海底矿产资源技术经济评价研究是当前我国国际海底资源开发工作中必不可少的重要内容。本文针对海底矿产资源及其开发利用技术现状,基于折现现金流量法,建立了适合我国的海底矿产资源开发技术经济评价模型。并利用该评价模型针对具体项... 海底矿产资源技术经济评价研究是当前我国国际海底资源开发工作中必不可少的重要内容。本文针对海底矿产资源及其开发利用技术现状,基于折现现金流量法,建立了适合我国的海底矿产资源开发技术经济评价模型。并利用该评价模型针对具体项目进行了实例评价分析,结果表明海底矿产资源开发项目具有投资大、收益高、高回报率的特点。进一步的敏感性分析表明:对经济效益影响最大的因素依次为矿石产量、矿石品位和金属价格。 展开更多

关键词 海底矿产资源 技术经济评价 折现现金流量法 敏感性分析

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基于向量式有限元的深海采矿立管动力响应分析

2

作者 徐靖昌 郑皓 +2 位作者 闫鸿浩 张明 王莹莹 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期369-376,403,共9页

深海采矿立管是金属结核、富钴结壳、硫化物等水下金属矿产采集输送系统的重要组成部分,复杂海洋环境载荷对立管力学特性产生了不利影响。向量式有限元法是基于向量式力学的一种新的动力学分析方法,本文基于向量式有限元法编制Matlab程... 深海采矿立管是金属结核、富钴结壳、硫化物等水下金属矿产采集输送系统的重要组成部分,复杂海洋环境载荷对立管力学特性产生了不利影响。向量式有限元法是基于向量式力学的一种新的动力学分析方法,本文基于向量式有限元法编制Matlab程序对水下5000米级采矿立管进行动力响应分析,计算立管在波浪、海流等条件下的位移构型、轴向内力和弯矩分布,并将结果与Abaqus和Orcaflex结果进行对比验证,同时运用该方法进一步分析了采矿船运动、结构阻尼及内流速度对立管动力响应的影响。结果表明,采矿船运动会增大立管横向偏移及两端轴力幅值,结构阻尼会降低采矿船对立管的影响并使结构更快趋于稳定,内流则会使得立管顶端轴力减小,且减小量与内流速度正相关。同时也表明,向量式有限元法模拟采矿立管动力响应行为具有较高准确性和可行性,为深海采矿立管机理研究提供了一种新的简便的有限元方法。 展开更多

关键词 深海采矿 立管 向量式有限元法 动力响应 波流载荷 内流 采矿船运动

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从市场、技术和制度看国际海底矿产资源的商业开采时机 被引量：10

3

作者 刘少军 杨保华 +1 位作者 刘畅 戴瑜 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期126-129,共4页

探讨了国际海底矿产资源商业开采的影响因素,分析了深海矿产资源中主要金属镍、钴、铜的近中期供需趋势、深海采矿技术和装备的发展现状、国际海底采矿制度制定面临的难题,在此基础上,对国际海底矿产资源商业开采时机进行了预判,并提出... 探讨了国际海底矿产资源商业开采的影响因素,分析了深海矿产资源中主要金属镍、钴、铜的近中期供需趋势、深海采矿技术和装备的发展现状、国际海底采矿制度制定面临的难题,在此基础上,对国际海底矿产资源商业开采时机进行了预判,并提出我国应积极应对的建议。 展开更多

关键词 海底矿产资源 商业开采时机 金属供需分析 深海采矿 海底多金属结核

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高端板材表面除鳞清理工艺研究

4

作者 黄海花 柯熠 +3 位作者 毛桂庭 韩德奎 欧阳邓培 高波 《矿冶工程》 北大核心 2025年第4期175-179,共5页

为改善高端板材除鳞清理表面质量,将钢铁生态除鳞(SED)技术与不同的表面预处理工艺相结合,形成不同的组合工艺路线并开展试验研究,分析不同组合工艺处理后的表面样貌、表面粗糙度和表面微观形貌、表面能谱情况,获得最佳的处理工艺为SED... 为改善高端板材除鳞清理表面质量,将钢铁生态除鳞(SED)技术与不同的表面预处理工艺相结合,形成不同的组合工艺路线并开展试验研究,分析不同组合工艺处理后的表面样貌、表面粗糙度和表面微观形貌、表面能谱情况,获得最佳的处理工艺为SED+辊刷液浸泡+百洁布轮抛磨+高压冲洗,经该工艺处理后,试样表面色泽均匀、整体呈金属色,表面粗糙度和氧含量明显降低,能有效提高汽车用第三代AHSS钢板清理后的表面质量。 展开更多

关键词 高端板材 钢铁生态除鳞 表面清理 AHSS钢 磨料射流 表面除鳞

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深海采矿装备布放回收过程中脐带缆动力学响应特性研究 被引量：2

5

作者 王伟 陈时平 +2 位作者 张明 双志 吴卓 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期12-15,20,共5页

基于时域耦合分析法,建立了母船-深海采矿装备-脐带缆三维非线性水动力学模型,并对布放及回收过程中脐带缆的水动力响应特性进行了数值计算与分析。结果表明,4级海况时,深海采矿装备(水中重10 t)可以在速度0.8 m/s条件下安全布放和回收... 基于时域耦合分析法,建立了母船-深海采矿装备-脐带缆三维非线性水动力学模型,并对布放及回收过程中脐带缆的水动力响应特性进行了数值计算与分析。结果表明,4级海况时,深海采矿装备(水中重10 t)可以在速度0.8 m/s条件下安全布放和回收;在波浪和海流共同作用下,深海采矿装备在布放开始阶段和回收结束阶段都有强烈的振荡和摆幅,可安装防摇止荡装置来降低振荡和摆动。 展开更多

关键词 深海采矿装备 深海采矿系统 布放 回收 脐带缆 动力学响应

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深海粗颗粒矿石浮游速度的试验研究 被引量：14

6

作者 唐达生 肖红 +3 位作者 宋跃文 龚德文 夏建新 李满红 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期1-5,8,共6页

以单颗粒沉降运动为研究基础,采用高速摄影技术对锰结核、富钴结壳、多金属硫化物及模拟结核粗颗粒矿石进行了浮游速度试验研究,得到了粗颗粒矿石单颗粒和群体颗粒浮游速度计算公式,计算结果与试验实测数据吻合较好,对垂直管道水力输送... 以单颗粒沉降运动为研究基础,采用高速摄影技术对锰结核、富钴结壳、多金属硫化物及模拟结核粗颗粒矿石进行了浮游速度试验研究,得到了粗颗粒矿石单颗粒和群体颗粒浮游速度计算公式,计算结果与试验实测数据吻合较好,对垂直管道水力输送系统参数设计和正常运行有一定参考价值。 展开更多

关键词 深海采矿 水力输送 管道输送 扬矿 垂直管道 粗颗粒 沉降速度 浮游速度

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深海采矿锰结核泵的试验研究 被引量：6

7

作者 唐达生 阳宁 +2 位作者 龚德文 肖红 夏建新 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2015年第4期101-107,共7页

锰结核泵是深海采矿扬矿系统中的关键设备,为了研究泵结核矿浆工作性能,在实验室构建了一套高30 m、内径204 mm,可提供最大管网阻力2.5 MPa的泵矿浆性能试验系统,采用不同模拟结核粒径进行了泵矿浆工作特性试验。试验结果表明,锰结核泵... 锰结核泵是深海采矿扬矿系统中的关键设备,为了研究泵结核矿浆工作性能,在实验室构建了一套高30 m、内径204 mm,可提供最大管网阻力2.5 MPa的泵矿浆性能试验系统,采用不同模拟结核粒径进行了泵矿浆工作特性试验。试验结果表明,锰结核泵基本上达到了预期设计指标,分析了模拟结核粒径d≤50 mm矿浆回流试验泵流道堵塞的原因,初步讨论了锰结核泵的环形格栅通道和泵流道问题,可作为我国中试多级锰结核泵的设计依据。 展开更多

关键词 深海采矿 提升管道 泵 锰结核 粒径

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粗颗粒水下管道输送系统振动的实验研究 被引量：4

8

作者 阳宁 周知进 +1 位作者 唐达生 王钊 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第3期104-109,共6页

浸没于水中的粗颗粒管道输送系统,由于受到泵、内部两相流及外部流体三者的耦合激励,管道系统振动将对管道输送参数和安全稳定性产生严重影响。为了深入分析水下管道输送系统工作时振动的特性,设计了一套振动测试,对管道系统振动进行了... 浸没于水中的粗颗粒管道输送系统,由于受到泵、内部两相流及外部流体三者的耦合激励,管道系统振动将对管道输送参数和安全稳定性产生严重影响。为了深入分析水下管道输送系统工作时振动的特性,设计了一套振动测试,对管道系统振动进行了测试,获取管道在不同工况下的时域波形,通过快速傅里叶变换对振动信号进行频谱分析。试验结果表明:随着输送体积浓度增加,X与Y方向的最大振动幅度随着体积浓度增大而增大,但是Z方向的最大振动幅度则是随着体积浓度增加而降低;同一输送浓度情况下,Y方向振动幅度最大,X方向次之,Z方向最小;随着输送浓度提高,流体紊流引起的管道振动加剧。这些结论将为深海采矿管道支撑结构设计和减振提供参考。 展开更多

关键词 管道输送系统 粗颗粒 两相流 体积浓度 管道振动 频谱图

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深海底质土-金属界面间黏附特性试验研究 被引量：5

9

作者 刘琦 漆采玲 +2 位作者 马雯波 胡聪 李锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期701-708,共8页

基于取样于太平洋C-C矿区(Clarion-Clipperton Zone)的深海底质土,采用美国INSTRON公司生产的5943型万能材料试验机,选用4种常用的海洋金属,自制金属模具,开展黏附特性试验,研究孔隙比、法向压力和加载速度等因素对深海底质土与金属界... 基于取样于太平洋C-C矿区(Clarion-Clipperton Zone)的深海底质土,采用美国INSTRON公司生产的5943型万能材料试验机,选用4种常用的海洋金属,自制金属模具,开展黏附特性试验,研究孔隙比、法向压力和加载速度等因素对深海底质土与金属界面间黏附特性的影响规律。并基于平行圆盘分离力的计算公式,建立了深海底质土-金属界面表层土黏附指数的计算公式。研究结果表明:随着土样孔隙比的增加,黏附力呈增加的趋势,增速先快后慢,最终趋于平缓。随着法向压力的增加,深海底质土与金属界面间的表层土黏附指数呈指数函数增加趋势。随着加载速度的增加,深海底质土与金属界面间的表层土黏附指数反而呈逐渐减小的趋势。4种金属中,铝合金5052和钛合金STi80对深海底质土表层土的黏附能力较弱。该研究结果为我国深海采矿系统的安全运行提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 太平洋C-C矿区 深海底质土 土-金属界面 黏附特性

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深海采矿水下输送系统提升硬管选型及水动力校核研究 被引量：5

10

作者 张明 郑皓 +2 位作者 李满红 李小艳 宋环峰 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第5期37-41,46,共6页

为了研究深海采矿水下输送系统提升硬管选型设计的可靠性,以输送指标为设计输入,通过水动力学进行校核,根据多金属结核沉降速度确定提升硬管选用外径244.48 mm的P110钢级抗疲劳螺纹连接套管(壁厚20.24 mm),水池拖曳试验结果表明提升电... 为了研究深海采矿水下输送系统提升硬管选型设计的可靠性,以输送指标为设计输入,通过水动力学进行校核,根据多金属结核沉降速度确定提升硬管选用外径244.48 mm的P110钢级抗疲劳螺纹连接套管(壁厚20.24 mm),水池拖曳试验结果表明提升电泵上端硬管阻力系数为1.4,提升电泵下端硬管阻力系数为1.3。对水下输送系统按作业工况和布放工况分别进行水动力学计算,在海试作业环境下提升硬管安全系数满足API RP 2RD规范要求。在深海多金属结核采矿试验工程海上验收试验中,提升硬管满足各项输送指标要求,各接口间连接可靠,验证了提升硬管选型设计的合理性。 展开更多

关键词 深海采矿 水下输送系统 提升硬管 水动力学 管道输送

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深海多金属结核集矿装置水力输送流场分析与试验 被引量：2

11

作者 彭建平 李俊 +2 位作者 程阳锐 黎宙 吴冬华 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第2期1-4,共4页

对深海多金属结核集矿装置水力输送流场进行了理论计算,得到了多金属结核粒径与输送通道最小输送速度的关系;仿真分析了喷嘴射流速度分别为15、20、25 m/s时输送通道内水流流态分布,给出了流道下表面30 mm处的流速。在实验室进行了输送... 对深海多金属结核集矿装置水力输送流场进行了理论计算,得到了多金属结核粒径与输送通道最小输送速度的关系;仿真分析了喷嘴射流速度分别为15、20、25 m/s时输送通道内水流流态分布,给出了流道下表面30 mm处的流速。在实验室进行了输送喷嘴不同射流速度的采集试验,实验结果与理论计算及仿真分析结果相符。 展开更多

关键词 多金属结核 深海采矿 集矿装置 喷嘴射流 流体仿真 管道输送

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深海矿产矿浆泵矿石颗粒回流性能

12

作者 关英杰 邹丽 +2 位作者 郑皓 边有刚 于宗冰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1557-1565,共9页

针对深海采矿矿浆泵回流较差的问题,本文使用计算流体力学-离散元方法(CFD-DEM)方法,计算球形颗粒在某型矿浆泵单级和两级叶轮导叶内的回流,混合粒径颗粒回流以及非球形颗粒的回流情况。颗粒群在单级叶轮导叶回流时,由于不同导叶叶片与... 针对深海采矿矿浆泵回流较差的问题,本文使用计算流体力学-离散元方法(CFD-DEM)方法,计算球形颗粒在某型矿浆泵单级和两级叶轮导叶内的回流,混合粒径颗粒回流以及非球形颗粒的回流情况。颗粒群在单级叶轮导叶回流时,由于不同导叶叶片与叶轮叶片之间的相对位置差异,不同导叶流道内颗粒群的回流情况不同;颗粒群的回流情况与叶轮导叶的形状有关,高比转速小包角叶片的设计更有利于颗粒回流。颗粒群在两级叶轮导叶内回流时,次级叶轮导叶内颗粒流动情况与单级基本相同,但首级不同导叶流道内的颗粒分布既受到首级叶轮导叶叶片相对位置的影响,还与首级导叶叶片和次级叶轮叶片的相对位置有关。混合粒径颗粒群的回流能力要弱于单一粒径,不同粒径颗粒在不同级叶轮导叶内通过时间也有所差异。相对于球形颗粒,非球形颗粒回流性能要差很多,增大了可回流矿浆泵的设计难度。 展开更多

关键词 深海采矿 浆料输送 计算流体力学-离散元方法 回流 非球形颗粒 数值模拟 固液两相流 矿浆泵

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深海采矿中继站底部Y形管流动状态研究

13

作者 吴卓 郑皓 +2 位作者 吉成才 关英杰 黎宙 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第1期1-5,共5页

针对深海采矿泵管输送试验系统中Y形管内流场复杂和矿石泄露风险等问题,采用CFD-DEM方法,对不同速度、不同体积浓度和不同粒径的矿石颗粒进行数值模拟计算,分析了Y形管内颗粒群的运动特性和流场分布规律。结果表明,Y形管内流场分布受弯... 针对深海采矿泵管输送试验系统中Y形管内流场复杂和矿石泄露风险等问题,采用CFD-DEM方法,对不同速度、不同体积浓度和不同粒径的矿石颗粒进行数值模拟计算,分析了Y形管内颗粒群的运动特性和流场分布规律。结果表明,Y形管内流场分布受弯管曲率和Y形管入口流量分配影响;颗粒群在弯管内贴壁流动,受到上升流作用后颗粒向上偏移;当上升流流速不足、颗粒体积浓度高及颗粒粒径较大时,会造成颗粒沿着底部管道流失,随着上升流速减小、颗粒体积浓度增大及颗粒粒径增大,颗粒通过底部管道流失不断增大;颗粒流的存在导致Y形管内低压漩涡区强度和尺度均减弱。 展开更多

关键词 深海采矿 管道输送 CFD-DEM Y形管 颗粒流 数值模拟

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稀软底质表面深海采矿作业车触底特性分析 被引量：13

14

作者 程阳锐 曾轩 +1 位作者 李小艳 郑皓 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期44-47,共4页

为分析深海采矿作业车在稀软底质表面行走时自身沉陷以及与底质的法向粘附力的触底特性,通过室内小型底板代替作业车底部触底部件,开展了作业车触底沉陷特性以及法向粘附特性试验。结果表明,压陷量随接地比压增大而增大;长宽比较大的底... 为分析深海采矿作业车在稀软底质表面行走时自身沉陷以及与底质的法向粘附力的触底特性,通过室内小型底板代替作业车底部触底部件,开展了作业车触底沉陷特性以及法向粘附特性试验。结果表明,压陷量随接地比压增大而增大;长宽比较大的底板压陷量明显大于长宽比较小的底板。粘附力与底板面积呈现较好的线性关系,相关系数R2=0.94,回归直线的斜率为894.56 N/m2。 展开更多

关键词 深海采矿 多金属结核 稀软底质 采矿作业车 沉陷 粘附

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国际海底矿区竞争格局与应对策略

15

作者 刘成军 李满红 +1 位作者 郑皓 双志 《矿冶工程》 北大核心 2025年第4期8-13,共6页

通过梳理国际海底管理局(ISA)已核准的国际海底矿区勘探合同特征,从时间变化、空间分布、矿种类型等不同视角分析了国际海底矿区竞争状态和变化趋势。基于分析结果,提出以商业公司为主体、加强与非洲和ISA企业部国际合作、优先开发多金... 通过梳理国际海底管理局(ISA)已核准的国际海底矿区勘探合同特征,从时间变化、空间分布、矿种类型等不同视角分析了国际海底矿区竞争状态和变化趋势。基于分析结果,提出以商业公司为主体、加强与非洲和ISA企业部国际合作、优先开发多金属结核、培育优势承包者、维护承包者权益等应对国际海底矿区形势变化的策略。 展开更多

关键词 海洋资源 深海采矿 国际海底矿区 勘探合同 竞争格局 应对策略

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深海粗颗粒矿石垂直管道水力提升技术 被引量：22

16

作者 唐达生 阳宁 金星 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1-8,共8页

全面论述了近30年来国内外深海采矿垂直管道水力提升技术的发展和研究现状,对十几个国家深海采矿垂直管道水力提升系统进行了描述和分析,重点介绍了我国深海采矿垂直管道水力提升技术的研究成果。从管道输送安全角度考虑,论述了垂直管... 全面论述了近30年来国内外深海采矿垂直管道水力提升技术的发展和研究现状,对十几个国家深海采矿垂直管道水力提升系统进行了描述和分析,重点介绍了我国深海采矿垂直管道水力提升技术的研究成果。从管道输送安全角度考虑,论述了垂直管道堵塞的关键问题和解决措施,可为我国深海多金属结核、富钴结壳和热液硫化物等金属矿产资源垂直管道水力提升技术的研究提供参考。 展开更多

关键词 深海采矿 垂直管道 水力提升 粗颗粒 多金属结核

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锰结核泵工作对扬矿管道振动影响的研究 被引量：9

17

作者 唐达生 李钟 +1 位作者 周知进 阳宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期149-152,160,共5页

为探讨锰结核泵工作对扬矿管道的振动影响,在实验室建立了扬矿管道振动试验系统,进行了扭转和弯曲振动分析,测试了管道振动特性。研究结果表明,泵运行过程中,管道系统作为一动力系统,不仅产生静态力,而且诱发管道振动,动载荷远高于静载... 为探讨锰结核泵工作对扬矿管道的振动影响,在实验室建立了扬矿管道振动试验系统,进行了扭转和弯曲振动分析,测试了管道振动特性。研究结果表明,泵运行过程中,管道系统作为一动力系统,不仅产生静态力,而且诱发管道振动,动载荷远高于静载荷(振幅放大系数M=6.75)。试验得出的频率峰值随泵转速变化与理论分析基本一致。 展开更多

关键词 泵 扬矿管道 载荷 振动分析 振幅放大系数

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垂直提升管道中粗颗粒滑移速度试验研究 被引量：9

18

作者 宋跃文 朱小军 唐达生 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期5-7,共3页

为了研究粗颗粒在深海采矿管道系统中的滑移速度,采用粒子图像测速法对粒径为10 mm,30 mm,50 mm的锰结核、富钴结壳、多金属硫化物和模拟结核颗粒在垂直提升管道中的滑移速度进行了研究。试验结果表明,粗颗粒矿石在提升管道中的滑移速... 为了研究粗颗粒在深海采矿管道系统中的滑移速度,采用粒子图像测速法对粒径为10 mm,30 mm,50 mm的锰结核、富钴结壳、多金属硫化物和模拟结核颗粒在垂直提升管道中的滑移速度进行了研究。试验结果表明,粗颗粒矿石在提升管道中的滑移速度随颗粒形状系数、颗粒粒径和颗粒密度增加而增加,随水流速度增加而减小。得到了粗颗粒矿石滑移速度计算公式,计算结果与试验实测数据吻合较好,对提升管道水力输送系统机理研究有一定参考价值。 展开更多

关键词 垂直提升 管道输送 粗颗粒 滑移速度 深海采矿

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粗颗粒矿石在提升硬管底部管道内流动状态试验研究 被引量：6

19

作者 李秋华 唐达生 +2 位作者 肖红 宋跃文 黎宙 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期5-8,共4页

为研究粗颗粒矿石在提升硬管底部管道内的流动状态,在实验室建立了2套试验系统,对提升硬管底部Y型结构和U型结构开展了粗颗粒提升输送性能试验研究,分析了粗颗粒提升速度和输送浓度对流动状态的影响,观察了2种管道结构下粗颗粒的堵塞状... 为研究粗颗粒矿石在提升硬管底部管道内的流动状态,在实验室建立了2套试验系统,对提升硬管底部Y型结构和U型结构开展了粗颗粒提升输送性能试验研究,分析了粗颗粒提升速度和输送浓度对流动状态的影响,观察了2种管道结构下粗颗粒的堵塞状态。结果表明,Y型结构的输送状态优于U型结构。该研究结果可为深海采矿系统中提升硬管底部管道结构设计提供试验验证基础。 展开更多

关键词 管道输送 流动状态 提升硬管 粗颗粒 Y型结构 U型结构 提升流速 深海采矿

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砂矿颗粒沉降运动规律试验研究 被引量：12

20

作者 肖红 唐达生 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-3,共3页

在滨海砂矿开采中,为给管道输送工业设计提供必要的试验数据和优化输送参数,从沉降机理出发对不同颗粒级配的砂矿进行了单颗粒及群体颗粒沉降试验研究,分析了粒径及浓度对颗粒沉降规律的影响,得出了沉降速度计算公式。结果表明,浓度和... 在滨海砂矿开采中,为给管道输送工业设计提供必要的试验数据和优化输送参数,从沉降机理出发对不同颗粒级配的砂矿进行了单颗粒及群体颗粒沉降试验研究,分析了粒径及浓度对颗粒沉降规律的影响,得出了沉降速度计算公式。结果表明,浓度和颗粒直径是影响群体沉降速度的主要因素;所得沉降速度计算公式的计算值与实测值误差较小,可为砂矿管道输送参数计算提供参考。 展开更多

关键词 水力输送 颗粒沉降 群体沉降 沉降速度

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