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第一章 固体颗粒特性及固、液混合物的浓度 1

第一节 粒状物料的基本特性 1

一、固体颗粒的比重 1

二、固体颗粒的硬度 2

三、颗粒的大小和形状 3

第二节 颗粒的群体特性 5

一、颗粒级配 5

二、孔隙率与堆积密度 8

前言 9

绪论 11

三、干容重 11

一、双电层及吸附水膜 13

第三节 细颗粒的表面物理化学特性 13

四、休止角 13

二、絮凝和分散现象 17

三、细颗粒沉积物的压密过程 17

第四节 浆体及固、液混合物的浓度 18

一、几种浓度的表达方式及相互关系 18

二、体积浓度与输送浓度 19

三、相对体积浓度与线性浓度 20

参考文献 22

第二章 悬液的流变特性 23

第一节 悬液的流型 24

一、切变率与时间无关的流体 24

二、切变率与时间有关的流体 27

一、悬液粘性变化的物理图形 28

第二节 无粘性颗粒的悬液粘度 28

二、悬液粘滞系数表达式 30

三、悬液的屈服应力 32

第三节 含有粘性细颗粒的悬液粘度 34

一、悬液的有效浓度 34

二、悬液粘度的计算模型 35

三、悬液的极限浓度及粘度公式的验证 40

四、悬液的非牛顿体特性及宾汉极限剪切力 42

第四节 悬液流变试验原理 49

一、立管式粘度计的装置 49

二、立管式粘度计测验原理 51

三、同轴圆筒旋转式粘度计试验原理 58

第五节 悬液流变试验结果评价 62

参考文献 71

第三章 固体颗粒与流体的相对运动 73

第一节 单颗粒在静水中的沉降 73

一、圆球在静水中的沉速 73

二、颗粒形状对沉速的影响 77

第二节 均匀颗粒的群体沉速 79

一、无粘性均匀颗粒在层流区的沉速 79

二、无粘性均匀颗粒在过渡区及紊流区的沉速 83

三、细颗粒均匀沙的群体沉速 85

第三节 粗颗粒在稳定悬液中的沉降 86

一、粗颗粒在牛顿体悬液中的沉降 87

二、球体在非牛顿体悬液中的沉降 87

三、关于不沉粒径的概念 92

第四节 非均匀颗粒的沉降规律 93

一、无粘性非均匀颗粒沉降现象的物理图形 94

二、非均匀颗粒的沉降试验 96

第五节 非均匀颗粒群体沉速的实用估算方法 101

一、浆体或粒状物料流动阻力确定时的非均匀颗粒平均沉速估算 101

二、浆体浓缩或浑水澄清时的非均匀颗粒群体沉速估算 105

三、浆体的浓缩与浓缩池尺寸的选择 110

参考文献 114

第四章 明渠与管道的水流阻力 117

第一节 水流能量的转换过程 117

一、定床均匀水流的平均流速 117

二、水流垂向的能量分布与传递 119

三、近壁区的能量转化 121

第二节 管道水流流速分布与阻力系数 122

一、层流流速分布与阻力系数 123

二、紊流流速分布与阻力系数 124

三、光滑与粗糙过渡区紊流阻力系数 126

第三节 明渠水流流速分布与平均流速 129

一、对数流速分布公式 129

二、平均流速公式 130

第四节 固体悬浮颗粒的存在对水流流速分布的影响 135

参考文献 138

第五章 水流中的颗粒运动及固体水力输送的基本模式 140

第一节 床面固体颗粒的受力 140

一、水流拖曳力与上举力 140

二、粒间离散力 142

三、重力或有效重力 147

四、粘性颗粒的粘结力 147

第二节 固体颗粒的起动条件 148

一、起动拖曳力 149

二、起动流速 152

第三节 固体颗粒的运动形式 154

一、推移运动 154

二、悬移运动 155

三、中性悬浮运动 156

第四节 推移运动的基本规律 157

一、推移运动的物理图形 157

二、推移质输沙率关系式 159

第五节 紊流中颗粒的悬移 169

一、紊流扩散方程 169

二、悬移颗粒的垂线分布 171

三、悬移颗粒垂向浓度分布的实用处理方法 177

第六节 固体水力输送的基本模式 182

参考文献 185

第六章 均质浆体的流动特性 188

第一节 均质浆体的流态 188

第二节 明渠及管路中的层流流速分布 189

一、明流的层流流速分布 190

二、管流的层流流速分布 191

第三节 均质浆体的层流阻力 194

一、以平均流速表示 194

二、以水力坡度表示 195

三、以阻力系数表示 198

四、层流阻力系数与水力坡度的统一表达式 200

第四节 层流到紊流的过渡流速与临界雷诺数 205

一、基本关系式的推导(宾汉体) 206

二、过渡流速的其他公式及评述 209

三、伪塑性体及膨胀体浆液的过渡流速 213

第五节 均质浆体层流的不均匀性和不稳定现象 213

第六节 流动条件下宾汉型浆体屈服应力的变化 220

一、浆体结构的破坏与修复模式 220

二、浆体结构的系数估算的水槽试验 221

三、浆体结构系数估算的球体沉降试验 224

第七节 均质浆体的紊流阻力 230

一、悬移质的存在对水流阻力系数的影响 232

二、均质浆体紊流减阻的分析与试验 235

三、非牛顿均质浆体紊流阻力系数的其他表达式 241

四、均质浆体阻力平方区的水槽试验 244

参考文献 246

第七章 非均质浆体的流动特性 249

第一节 非均质流的基本牲、流区与界限流速 250

第二节 均匀颗粒非均质流的临界流速 253

一、现有非均质流临界流速公式及其局限性 253

二、非均质流临界流速的简化模型 262

三、粒径不均匀的非均质流临界流速 264

第三节 非均质流管道摩阻损失 265

一、现有非均质流管道摩阻公式及其局限性 266

二、非均质流管道水力坡度的计算模型 275

三、非均匀颗粒的处理 282

第四节 垂直及倾斜管道中的摩阻损失 283

第五节 明渠非均质流 287

一、明渠非均质流的临界流速 289

二、明渠非均质流的阻力 293

参考文献 295

第八章 固体颗粒的推移和层移 298

第一节 全部颗粒推移或层移的阻力 299

第二节 圆管中颗粒层移运动与阻力估算 301

一、层移运动占据部分断面时的圆管阻力 302

二、全管层移运动及阻力特性 307

第三节 明渠中颗粒层移运动与流速估算 308

一、饱和层移运动 308

二、非饱和层移运动 312

参考文献 322

第九章 非均质-均质复合流 324

第一节 复合流中固体细颗粒的作用 326

一、细颗粒的加入对复合流浓度垂向分布的影响 326

二、细颗粒的加入对复合流阻力的影响 327

四、细颗粒的加入对浆体粘性的影响 330

三、细颗粒的加入对复合流临界流速的影响 330

第二节 宽粒度组成的浆体流变参数 331

第三节 复合流管道水力坡度的现有研究 335

一、T.Masuyama 等的研究 335

二、N.Hisamitsu 等的试验研究 337

第四节 复合流中粗、细颗粒的合理组成 340

一、粗、细颗粒掺混的浆体降粘效应 340

二、复合流中粗、细颗粒的最佳组成 343

第五节 自然界高浓度复合流中固体颗粒的组成特征 345

一、高浓度复合流中的细颗粒含量特征 345

二、高浓度复合流中颗粒平均直径的变化规律 348

三、高浓度复合流中颗粒组成接近最佳化 350

一、长距离输煤管道浆体级配的优化问题 352

第六节 复合流输送中颗粒级配的优化及应用前景 352

二、大粒度物料的管道输送 354

三、水煤浆粒度组成的优化问题 355

参考文献 357

第十章 工业浆体输送的水力计算 359

第一节 浆体管道输送摩阻损失确定方法的评述 359

一、浆体管道摩阻损失的经验公式 360

二、煤浆管道摩阻损失的“SRC”公式 363

三、E.J.Wasp的复合流阻力计算方法 364

第二节 浆体管道摩阻损失的计算模型 374

一、摩阻损失计算模型的推导 375

二、摩阻损失计算模型的简化与讨论 378

三、摩阻损失计算模型的验证 382

第三节 浆体管道临界流速的确定方法及评述 388

第四节 浆体管道临界流速计算的新模型 392

一、浆体管道临界流速计算模型的推导 393

二、浆体管道临界流速计算模型的检验 395

三、浆体浓度、管道直径、颗粒组成等因素对管道临界流速影响的分析 395

第五节 浆体的明流输送 400

一、浆体明流输送的阻力 400

二、浆体明流输送的临界流速 404

参考文献 406

第十一章 长输管线中的不稳定流 407

第一节 管道中水击的几个基本问题 407

一、水击的基本概念 407

二、水击的计算公式 408

一、伪均质流压力波的传播速度 411

第二节 浆体水击 411

二、非均质流压力波波速计算公式介绍 412

三、浆体管道水击压力波波速影响因素的分析 416

四、浆体水击压强的计算 419

五、长输管线浆体水击的特点 423

六、降低水击压强的措施 425

第三节 长输管线的真空不满流 429

一、真空不满流的流动形态 430

二、预防真空不满流现象的措施 433

参考文献 437

第十二章 浆体管道输送系统 439

第一节 浆体管道输送的流程简介 439

一、长距离浆体管道输送系统 439

二、尾矿矿浆输送系统 442

第二节 浆体管道输送系统的参数 444

一、浆体管道内径的选择 445

二、系统泵送压力的确定 450

第三节 浆体管道的泵送设备 454

一、离心式浆体泵 454

二、正排量泵 455

三、隔离泵 458

第四节 浆体管道输送的有关经济因素 463

一、概述 463

二、长距离浆体管道的主要经济特性及分析 464

三、固体物料各种输送方式的比较 469

四、浆体输送的其他经济与效益问题 470

参考文献 473

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