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充填料管道挤压输送方法是一种除自流输送和传统泵压输送方法之外,投资省、运行成本低、可远距离输送高浓度充填料的第三种水力输送充填料的新方法。但目前仅研究单台设备的挤压输送,其输送距离仍受到限制。本文研究了两台挤压输送设备串联输送的可行性及充填料浆在重力-机械力-机械力耦合作用下的流动特性,并利用计算机对其进行编程模拟。
建立了充填料串联挤压输送模型,分析了料浆在重力-机械力-机械力耦合作用下各管道中的受力状况,以及12种可能的运动状态。
推导出了在挤压输送设备活塞位移呈三角函数形式的料浆运动相关方程,以及在两台挤压输送设备作用下,料浆在各种运动状态下的速度和加速度方程。
用Matlab语言编写计算机程序,进行串联管道挤压输送模拟。模拟了在不同的管道长度、管道垂高、活塞运动周期与曲柄半径等条件下,管道内料浆的流动规律。
研究结果表明,在输送距离超过自流输送的距离时,充填料浆在重力-机械力-机械力耦合作用下,能够实现长距离的串联管道挤压输送。调整充填管道总长度、各管道长度比、管道垂高、挤压输送设备活塞运动周期及曲柄半径等参数中的任何一个参数,对管道内料浆的流动特性均会产生影响。