氣舉提升裝置的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、氣舉提升是在深海采礦、水力采煤和河湖清淤中經(jīng)常遇到的問題。然而在深海礦物開采過程中，必須將礦物從水下數(shù)千米輸送至地面，
　　隨著能源問題的凸顯，對(duì)于此課題的研究已經(jīng)迫在眉睫；另外，大多數(shù)河流泥沙淤積嚴(yán)重，阻航現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，部分水系的防洪能力受到嚴(yán)重削弱，如何清除淤積在河床底部的大量泥沙也是急需解決的問題。
　　針對(duì)上述情況，本文提出了利用氣舉技術(shù)來進(jìn)行河道疏浚和深海采礦的設(shè)想，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)建立了小型氣舉提升系統(tǒng)，對(duì)粒徑范圍為

2、1(∏)3mm，密度為32050kg/m的普通河沙進(jìn)行提升，研究各參數(shù)對(duì)氣舉提升性能的影響。
　　首先，本文介紹了氣舉的工作原理，對(duì)管道阻力損失和氣舉提升效率的影響因素進(jìn)行了分類，逐步分析了各種影響因素的產(chǎn)生方式和計(jì)算方法。同時(shí)，筆者對(duì)氣舉裝置的相關(guān)截面運(yùn)用伯努利方程、動(dòng)量方程和能量方程推導(dǎo)出氣舉裝置的阻力損失模型和舉升效率模型。
　　其次，在前人的實(shí)踐基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室具體情況，筆者進(jìn)行了氣舉提升裝置系統(tǒng)的研制，重點(diǎn)對(duì)氣體

3、噴射裝置和測(cè)試裝置做了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，并成功地參與了整套實(shí)驗(yàn)設(shè)備的加工工作。結(jié)果表明，筆者所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提升效果明顯，測(cè)試方便，符合預(yù)期設(shè)想。
　　最后，本文通過實(shí)驗(yàn)研究了參變量（主要包括浸入率、氣流量、進(jìn)氣方式、水射流噴嘴的變化以及吸口與沙層的距離）對(duì)氣舉提升性能（包括排沙量、排水量、固體顆粒濃度和舉升效率）的影響，通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了多種提升方案下氣舉的工作特性。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，氣舉結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)氣舉提升性能有顯著影響