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第一节 概述1

一、浆体管道输送技术的发展与展望1

第一章绪论1

二、技术上的进展与存在的问题3

三、浆体管道输送方式的特点4

第二节 浆体管道输送系统的三大环节5

一、浆体制备系统5

二、浆体输送系统6

三、浆体的脱水与贮存6

四、几种典型的浆体管道输送系统6

二、设计的准备工作9

第三节 设计文件的编制原则9

三、设计阶段、建设程序和设计步骤10

第二章理论基础13

第一节 物料和浆体的基本性质13

一、物料的基本性质13

二、浆体的基本性质15

第二节 浆体的输送机理17

二、固体物料的悬浮机理19

三、固液两相流的阻力特性20

四、固液两相流的伯诺里方程式21

第三节 浆体的流型及其特征22

一、不同的流型23

二、切变率的具体表达式24

三、管道中的能量损失27

四、临界雷诺数与过渡流速28

五、有效粘度29

第四节 流变参数的确定29

一、毛细管式流变仪29

二、旋转式流变仪31

三、通用流型流变参数的测定32

四、计算流变参数的经验公式34

第一节 单体颗粒在静止液体中的沉降36

一、球形颗粒的沉速36

第三章固体颗粒在液体中的沉降36

二、非球形颗粒的沉速39

第二节 群体颗粒沉降的基本概念39

一、浆体的稳定性与物料的不沉粒径39

二、固体颗粒沉降的物理模型41

三、球体在宾汉体中的沉降42

四、非均匀颗粒的平均沉速43

第三节 浓缩池的固液分离44

一、表面负荷与沉降速度44

二、动态沉降试验与静态沉降试验45

三、絮凝沉降的应用45

一、流动形态47

第四章浆体管道的摩阻损失47

第一节 固体物料在管道中的分布47

二、流动形态的应用条件48

第二节 最佳输送粒度48

一、粒度与粒度级配的影响48

二、最佳粒度与最佳粒度级配48

三、最大允许粒径49

四、再磨的能耗50

第三节 均质流与非均质流的流动特性51

一、伊斯梅尔(H.M.Ismait)方程式51

三、二相载体的密度53

二、均质流与非均质流的判断53

第四节 浆体管道摩阻损失计算的特殊性54

一、两相流的典型理论54

二、紊流区的达西摩阻系数λ55

三、浆体管道的绝对糙度ε56

四、浆体的粘度或刚度系数η57

第五节 浆体管道摩阻损失的物理图形和数学模型57

一、能量理论57

二、摩阻损失的物理图形58

三、摩阻损失的数学模型59

四、固体颗粒的抑紊减阻问题60

五、紊流区的屈服应力和有效粘度61

六、对物理图形和数学模型的讨论64

七、对数学模型的验证65

第六节 浆体管道的减阻措施67

一、添加剂减阻67

二、加气减阻68

三、水环减阻68

四、纤维材料减阻68

二、紊流区的摩阻损失69

第八节 垂直管道的摩阻损失计算69

一、层流区的摩阻损失69

第七节 通用流型的摩阻损失计算69

一、层流区垂直管道的摩阻损失计算70

二、紊流区垂直管道的摩阻损失计算70

第五章临界流速与输送流速72

第—节 临界流速及其变化规律72

一、临界流速的定义72

二、临界流速的变化规律73

三、试验结果摘录73

第二节 临界流速的经验公式和评述77

一、若干临界流速数学模型简介77

二、对临界流速公式改进的尝试79

三、全浓度区临界流速公式81

四、高浓度区的临界流速83

第三节 临界流速的环管试验84

一、概述84

五、对现有临界流速公式的评价84

二、临界流速的测定方法85

三、临界流速的测定条件86

四、人工配样的环管试验86

第四节 浆体管道的输送流速87

一、输送流速与临界流速的关系87

二、输送流速的计算87

三、降低输送流速的措施88

一、浆体浓缩的功用89

二、浓缩设施的原理及分类89

第六章浆体的浓缩89

第一节 概述89

三、浓缩池的选用与浓缩机的发展90

第二节 普通浓缩池的选型计算90

一、经典理论90

二、经典理论存在的问题92

三、动态模型试验94

四、静态动态试验的实例对比94

二、溢流水不循环使用时的分级效率96

—、概述96

第二节 浓缩池的分级计算96

三、溢流水循环使用时的分级效率98

四、浓缩池的面积推算99

五、提高浓缩池表面负荷的措施100

六、浓缩机的固体负荷100

第四节 高效浓缩池的面积计算103

一、概述103

二、高效浓缩机的工作原理103

三、高效浓缩池的表面负荷104

一、节能浓度106

第一节 节能浓度与经济浓度106

第七章 经济浓度与运行制度106

二、经济浓度108

三、对输送浓度的认识和评述108

第二节 输送浓度的技术指标与运行制度109

一、概述109

二、浆体均质性和稳定性的控制途径110

三、浆体的输送浓度与使用浓度110

第三节 批量输送的浆体调节计算110

一、概述110

二、调节设施容积的计算111

三、批量输送的耗电量与耗水量112

一、浆体调节设施的形式114

第四节 浆体调节设施114

二、大型搅拌槽的选用115

三、流态化矿浆仓117

第八章主泵压力与管道壁厚121

第一节 基本规定121

一、小时固体量的计算121

二、输送浓度与输送流量122

三、管理的最小结构壁厚与最大内径122

第二节 管壁厚度的计算123

一、强度计算123

四、管道的最大承压力与安全压力123

二、负公差和磨蚀裕量124

三、管壁的计算厚度125

第三节 各种不同条件的管道壁厚与峰点(或始点)压力126

一、概述126

二、浆推浆时的管道壁厚与峰点(或始点)压力126

三、水推水时的管道壁厚与峰点(或始点)压力128

四、水推浆时的管道壁厚与峰点(或始点)压力128

五、浆推水时的管道壁厚与峰点(或始点)压力130

六、多峰点时的水推浆与浆推水计算130

二、对主泵运行压力的分析131

三、主泵运行压力的计算131

第四节 主泵的最大运行压力及额定压力131

一、峰点到始点的管壁厚度131

四、主泵的额定压力134

第五节 管道的耐磨衬里134

一、概述134

二、钢铸复合管135

三、钢橡复合管136

四、钢塑复合管136

五、钢硅复合管136

一、浆体温度对输送参数的影响137

三、浆体温度与输送方案137

二、供水循环率与气象条件对始端浆体温度的影响137

第一节 概述137

第九章浆体管道输送系统的热工计算137

第二节 浆体管道的始端温度138

一、计算原理138

二、供排水系统的吸热与散热138

第三节 浆体管道的热阻142

一、明设浆体管道的热阻R142

二、埋没浆体管道的热阻R143

第四节 冰冻深度与气象依据144

一、地层温度变化的经典理论144

二、冰冻深度h_O的计算145

三、水冻层深度H_O的计算146

四、冰冻深度和不同深度的地温t_h146

五、气象依据147

第五节 管道的散热与温降148

一、稳定散热的基本公式148

二、每段泵站出口管线加权平均温度148

三、静止冷却计算149

四、冰冻地区敷设管道的要领149

五、长距离浆体管道的热工计算150

六、工程实例150

第十章泵型选择与泵站设计152

第一节 泵型选择的基本知识152

一、概述152

二、各种泵型的消耗费用153

三、各种泵型的优缺点及使用条件156

第二节 各种泵型的选型计算159

一、离心式浆体泵159

二、往复式浆体泵161

三、水隔离泵和膜隔离泵162

第三节 泵型选择与经济压力163

一、选择泵型的原则164

二、泵站段数与管道壁厚164

三、泵站段数与工程投资和运营费165

第四节 泵站设计166

一、流量与扬程的调节必要性166

四、泵站段数与设备的国产化166

二、流量与扬程的调节方法167

三、浆体泵的备用台数169

四、泵站与环保170

五、其他170

第十一章加速流与水击的防护171

第一节 产生加速流的条件及其危害171

一、产生加速流的条件171

二、加速流的最大流速172

一、连续输送运行制度加速流的防护173

第二节 加速流的防护173

四、加速流的危害173

三、加速流的类别173

二、批量输送运行制度加速流的防护176

三、避免产生加速流的措施176

第三节 水击的基本概念177

一、水击的产生条件及其危害177

二、水击的类别177

三、影响水击压力大小的主要因素178

四、水击波的传播速度与水击压力178

第四节 往复泵的整流与稳压180

一、往复泵整流与稳压的必要性180

二、往复泵流量的波动容积180

一、调速启泵消除水击182

三、蓄能罐稳压容积的计算182

第五节 往复泵的水击防护措施182

二、直接启泵的水击防护183

三、突然停泵的水击防护184

第六节 其他水击的防护措施185

一、离心泵的水击防护措施185

二、峰点装设复合式双口进气排气阀185

三、泵站装设复合式双口进气排气阀186

四、出口关阀水击的防护187

五、设备与管道具有足够的强度188

一、无压自流输送的优缺点189

第十二章浆体的无压自流输送189

第一节 概述189

二、无压自流输送的形式与应用190

三、无压自流输送设计的三要素190

第二节 无压自流输送的输送参数191

一、输送参数的确定途径191

二、计算临界流速的断面特征值191

三、对以水力半径R为断面特征值的商榷192

四、输送流速与输送流量193

五、水力坡度或敷设坡度193

一、敞开式(不设盖板)流槽194

第三节 经济断面的尺寸关系194

二、封闭式(设盖板)流槽195

三、无压自流管道195

第四节 最小坡度断面与最佳输送浓度196

一、水力计算原理196

二、影响水力坡度的主要因素196

三、矩形断面的最佳断面系数197

四、最佳输送浓度200

第五节 其他要求201

一、无压自流管槽转弯的设计要求201

二、安全超高202

三、转流并与跌落井203

第十三章尾矿输送204

第一节 概述204

一、尾矿处理的方法和目的204

二、尾矿处理设施的组成204

三、尾矿处理设施的设计要领205

第二节 尾矿高浓度矿浆的制备206

一、综合尾矿的一段浓缩206

二、分级尾矿的一段浓缩207

三、分级尾矿的两段浓缩207

四、各种流程的对比及适用条件207

第三节 高浓度输送与中浓度筑坝209

一、问题的提出209

五、分压分质供水209

二、中浓度筑坝的实施210

三、经济比较的论证210

四、对几个问题的讨论211

第四节 尾矿库排水的回收与利用212

一、概述212

二、尾矿库排水回收与利用的演进212

三、各种回收与利用方式的比较213

第五节 其他214

一、纯化尾矿、排除“异己”214

三、尾矿管道有条件地不设备用215

二、环保设施215

第十四章特种管道输送217

第—节 海底锰结核的气力提升217

一、概述217

二、锰结核气力提升的基本原理217

三、气力提升在其他行业的应用220

四、国内外对锰结核气力提升的研究现状与展望221

第二节 多种物料的浆体管道顺序输送221

一、概述221

二、经济浓度、经济管径与技术指标222

三、浆体隔离、循环周期和浆体调节223

一、膏体管道输送的特点224

第三节 固体物料的膏体管道输送224

二、经济流速与经济管径225

三、膏体管道输送的减阻225

第四节 密封容器(Capsule)管道输送227

一、特征、分类和用途227

二、密封容器输送系统229

三、密封容器管道输送的发展230

第十五章浆体管道的设计与施工231

第一节 浆体管道设计的基本规定231

一、管道材质的选择231

三、管道的敷设要求和穿路措施232

二、管道的敷设方式与最小设计壁厚232

第二节 管道的强度计算和刚度计算233

一、弹性弯曲管段的强度计算233

二、穿越公路和铁路234

三、管道的刚度验算236

第三节 支墩和支架的推力计算236

一、明设直线段管道不设固定墩的条件237

二、直线段固定支墩的推力计算239

三、转角点固定支墩的推力计算240

第四节 管道的敷设242

一、管线路由的勘测242

二、管道的连接243

三、埋设管道的敷设244

四、明设管道的敷设245

五、沟设管道的敷设246

六、管道的防腐与保温246

第十六章技术经济与优化设计247

第一节 技术经济比较247

一、概述247

二、经济比较方法247

三、经济比较的计算248

三、经济浓度和经济压力250

二、最佳输送粒度250

一、管道路由250

第二节 优化设计250

四、引进设备与国产设备251

第三节 投资与运输成本252

一、投资252

二、运营费及运输成本252

第四节 职工定员的培训和编制253

一、培训253

二、建章立制253

三、职工定员254

第一节 浆体管道输送系统的运行255

一、浆体泵的操作255

第十七章浆体管道输送系统的管理255

二、浓缩池和浓缩机的操作256

三、清管256

四、批量输送的运行操作256

第二节 管道的事故处理257

一、管道的堵塞事故257

二、管道的破裂事故258

三、其他259

第三节 设备维修259

一、维修制度259

二、主泵的使用寿命259

一、检测的目的260

第四节 浆体管道输送系统的检测260

二、检测的内容261

附录1 论文选录262

附录2 常用计量单位及换算关系269

附录3 水的动力粘度μ271

附录4 常用筛制272

附录5 各种浓度、稠度的定义式和换算关系273

附录6 各种物质的导热系数λ274

附录7 各种土壤的导热系数λ275

附录8 函数表κ=ｆ(a)276

参考文献与资料278

后记280