1。介绍
混凝土喷射技术是广泛应用于地下工程(如铁路、隧道)和隧道施工在煤矿在中国
1- - - - - -
3]。因为相关的便利,风动混凝土喷涂技术得到了广泛的应用。喷涂是一个过程,传达了混凝土在一个封闭的线通过压缩空气喷嘴,然后喷洒,气力输送的过程。然而,混凝土的输送过程相对比较复杂,它缺乏理论引用相关预测混凝土的输送距离。相反,一般情况下,混凝土输送距离只能估计。因此,有必要研究风力混凝土输送的过程和机制。研究结果为混凝土喷射机的设计提供了理论参考和预测的输送距离。
应考虑压降在混凝土输送系统的设计。在计算压降时交货,经典相图经常被应用,单位长度压降的行表示为一个函数相关的速度(
4,
5]。部队在管壁混凝土和预测混凝土的输送压力下降。Naveh等人表明,粒子的滑移速度对压降的影响通过研究压降的气力输送过程中各种类型的粒子。这些作者认为理解粒子的速度在稳态地区是至关重要的可靠的设计整个传递过程(
6]。布朗表明,粒子与流体的流动压降的主要原因是在气力输送和构造一个线性方程来表达时压降速度稳定区域(
7),它可以被描述为
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D的内部直径管道,
l是输送距离。
gydF4y2Ba输送混凝土使用压缩空气的驱动效应存在于悬浮流的状态。因为流体速度,高重力状态的输送的影响可以忽略
8- - - - - -
10]。在输送、混凝土喷浆机传达到线的零速度在压缩空气的作用下。动量从空气转移到混凝土和可以触发扰动气流的动量的变化。空气压力是需要在这个过程中,明显高于要求在单相流(
11- - - - - -
13]。因此,加速混凝土的输送线需要一个加速区,是指的过程从一开始就加速输送混凝土的稳定输送速度(
14]。
gydF4y2Ba在目前的研究中,加速混凝土的输送引起的压降。在混凝土的输送过程中,加速区的压降主要归因于加速度、碰撞和摩擦的混凝土。加速度的混凝土只发生在加速区,而碰撞和摩擦发生在混凝土的输送。总压强下降加速区可以被定义为稳态压降之和,加速压降
8]。加速度引起的压降分析时必须首先考虑混凝土的压降在水平加速区转移。加速度引起的压降一般取决于加速区域的压力分布。加速区混凝土喷射机的喷嘴是主要分布在两种情况下:第一个加速区被称为初始加速区当混凝土和压缩空气开始流动。第二个加速区是该地区混凝土后通过弯管。学习法律的加速区混凝土的压降预测混凝土的输送距离具有重要意义[
15,
16]。
gydF4y2Ba许多研究人员已经证明,具体的摩擦和碰撞引起的压降在稳态区域不同于在加速区。因此,加速压降的区域无法预测混凝土的动量方程和常预测的混凝土在输送过程中碰撞和摩擦之间的相关性(
17- - - - - -
20.]。
OttjesgydF4y2Ba研究粒子的运动在水平管道,而材料的提升力和粒子和管壁之间的非弹性碰撞考虑(
21]。阮分析单个粒子的运动在水平管道,尤其是考虑到马格努斯效应(
22]。Huber和索姆费尔德进行了三维数值模拟的稀相流气力输送和预测粒子分布在水平管道和90度弯管通过考虑双向耦合,动荡和混乱的粒子的分散法(
23]。
gydF4y2Ba汉利等人提出了一个基于过程随机性方法量化粒子碰撞的线可以用来表达内部骨料的压降引起的碰撞加速度过程(
24]。Klinzing和岜沙研究平均粒子速度的变化基于丰富的实验数据和构建了一个相关性,提供合理的理论参考的作用下混凝土的输送压缩空气(
25]。Merkus·梅斯特提出了一个方法来描述压力降在加速过程中使用动量方程。他们表示具体的粒子和空气动量的变化方程,提出一个方法来预测加速度压降。然而,他们并没有在加速区构造一个适当的压降模型,因此无法判断的准确性加速压降曲线区(
26]。
gydF4y2Ba目前的研究集中在学习法律的压力下降加速混凝土的气力输送区。这是研究动量的变化规律之间的关系的空气和混凝土粒子和加速压降的区域。air-concrete比率被改变通过改变压缩空气的流量和混凝土的供应数量。此外,输入压缩空气的压力。压力变化的线压力变送器的测量。构建数学模型,分析压降的法律在气力输送混凝土的加速区。研究结论具有重要意义对预测混凝土的距离和匹配最佳的空气供应压力。
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2。实验条件
2.1。实验仪器
两种规格(2.0英寸和2.5英寸的直径)混凝土的输送线在加速压降实验中设置区。PTS7推动链接使用的馈线喷浆机由山东智慧实验室矿业设备有限公司有限公司(图
1)。混凝土喷浆机传达使用活塞和出口实现长距离输送混凝土通过压缩空气。本设备适用于干和湿喷混凝土。混凝土喷射机的最大喷涂能力为6 m³/ h。其理论天然气消耗量和额定风压8 m³/分钟和0.5 MPa,分别。混凝土喷射机汽车使用的变频控制速度。可以调整电动机的转速传感器,从而控制混凝土在混凝土输送吞吐量。
2.2。实验仪器
压缩空气进入混凝土喷射机通过调节阀和涡街流量计调节和测量输入压缩空气的压力和流量。在目前的实验中,混凝土的压降线由高精度平面薄膜压力传感器测量。传感器应用平面薄膜的德怀尔FDT系列压力变送器由帝威公司(美国),测量范围为0 - 1.6 MPa和0.02%的准确性。根据服务手册的传感器,压力变送器是安装在特制的一部分,和具体的线是由一个特殊的固定到胶管管夹。为了防止传感器由碎石的划痕,是前安装一个过滤器压力变送器(图
3)。
图3
压力变送器的安装结构。(一)标准安装压力变送器的结构。(b)与过滤器压力变送器的安装结构。
(一)
(b)
压缩空气的温度和流量测量涡街流量计。温度在整个混凝土输送被视为常数。因此,温度在整个线等于入口温度。拌混凝土的温度在所有实验中控制15至20°C。
gydF4y2Ba链轮的转速是20 r / min时混凝土喷射机达到最大排量(6 m³/ h)。混凝土喷射机的进给速度可以调整传感器。涡街流量计的测量压缩空气的流量和压力变送器测量压力线的阅读,和数据是由无纸记录仪接收。
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2.3。实验材料
2.3.1。水泥
在实验中使用的水泥PO42.5水泥由山东山水水泥集团。它的纯度和比重是3100厘米<年代up>2/g和3.14,分别。
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2.3.2。聚合
聚合可分为细和粗骨料。前者使用自然河流砂。筛选后,其细度模数、淤泥内容和表观密度是2.75,1.2%,分别和2.68 g / cm³。粗骨料应用是普通石灰石碎片的最大粒径小于10毫米。连续级配进行去除杂质混合前细和粗骨料。细和粗骨料的级配曲线如图所示
4,他们遵守的限制在国家标准推荐的成绩gb50086 - 2001 (
27]。
图4
级曲线细和粗骨料。
2.3.3。化学剂
这个实验的主要化学外加剂是加速器。这个加速器是一种粉状固体,密度4 g / cm³。
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2.3.4。具体的比例
在实验中,具体是根据普通混凝土比煤矿。同时,具体比例是水泥:细骨料:粗骨料:加速器= 1:2:2:0.03。
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3所示。实验和分析方法
PTS7推动链接喷浆机中使用的实验可以实现供料速度常数由电机驱动的活塞运动。压降的预测在风力输送混凝土的预测,在单位长度压降。在混凝土,混凝土的加速过程主要分布在初始输送部分,经过弯曲线。这些加速过程的影响是相同的。因此,学者注意到压降在加速过程中混凝土的初始部分和在通过弯曲线的实验。
gydF4y2Ba在混凝土输送压降测试,必须测量混凝土的压力线。为了防止划痕压力变送器的碎石,实验使用以下方法执行。
gydF4y2Ba在实验开始之前,具体线路只验证了供应压缩空气:
(1)
图
3(一个)显示没有过滤器,底部的压力变送器的内壁上安装混凝土线。压缩空气供应,在不同位置的压力线记录了发射机的压力。这是压力变送器的通用方法,它可以精确测量混凝土的压力线。
(2)
在图
3 (b),一个过滤器放在压力变送器的安装基座。后,压力变送器安装保持底部的压力变送器2毫米远离过滤器。压缩空气供应,压力在混凝土线压力变送器的记录。
上述两个条件下压力图进行了总结
5。在这个过程中,不同位置的压力测量的两种方法有一个固定的差异
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。当混凝土输送的压力测量方法在图
3 (b),压力在混凝土线等于测量压力的总和
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和
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。换句话说,压力变化后,添加一个过滤器可以用来反映压力变化的混凝土在输送线。
图5
影响过滤器的压力变送器在气相压降。
加速度压降的水平截面混凝土输送主要是由平均压差测量的压力变送器。任意两个点之间的测量加速度压降分析地区进行了讨论。然而,混凝土是否在初始部分或通过弯曲的线被忽视;因此,人们认为动量和能量的变化是相同的给定相同的速度变化。
gydF4y2Ba在实验中,在加速压降区发生,如图
6。压降曲线表明,加速压降的区域达到一个相对稳定的趋势。安装压力曲线在这个过程中,一条直线表示,推导出稳态压力降的最后过程稳定的压降。在此基础上推导出直线,可以确定零速度的压力。
图6
在混凝土输送压降的趋势。
在图
6,
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是总压降的加速区,然后呢
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混凝土的加速度压降。
gydF4y2Ba根据反向推理从上面的曲线的稳定值,能量损失可以获得稳态下的指数趋势和浮点数的线性压力梯度的趋势,导致的加速度压降,从而获得实际压降的趋势。安装了一个指数线性方程拟合曲线在图的压力
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是常数。图中的数值
6被带入方程(
3),从而获得以下方程:
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pressure-distance关系方程包含两个部分:(1)
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是线性函数,反映了混凝土碰撞和摩擦引起的压降。在这种情况下,压降分布均匀。基于上面的曲线,我们可以获得以下结果:
(一)
稳定的具体线路压降。
(b)
加速压降的混凝土。
(c)
压力在加速度是难以衡量的开始。在这种情况下,压力的加速度可以推导出的方程。因此,压降从零到一个稳定的速度可以计算。
(d)
加速区长度(第1部分的方程是接近零)。
预测在混凝土输送加速区域的长度,魏等人介绍了阿基米德数(
28]。阿基米德数量之间的比率主要反映浮力和粘性力可以表示为
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基于“增大化现实”技术米米l:mtext>
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基于“增大化现实”技术米米l:mtext>
是阿基米德数,
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混凝土的密度,
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是运动粘度,
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混凝土粒子的平均直径。
gydF4y2Ba在目前的研究中,测定了水泥颗粒的输送速度的高速摄像机。压力变化的具体线由压力变送器测量。加速区域的长度表示具体的粒子速度和压力变化。此外,阿基米德的数量和长度之间的关系表示为加速区
(6)米米l:mtext>
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基于“增大化现实”技术米米l:mtext>
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在目前的实验中,总压强下降加速区表示为稳态压力降的总和,加速压降(方程(
7))。加速压降(
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)是混凝土的动量方程和方程可以表示为
8)。
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加速区域的总压降,
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是加速混凝土的压降,
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混凝土的恒压降,
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混凝土的质量速度粒子流动。
gydF4y2Ba的总压降方程(
7)是用来计算的推导位移,可以表示为
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分析稳态在混凝土输送速度和瞬时速度,建立了一个方程在目前实验参照魏等的研究。
28]:
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在哪里
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混凝土的稳定速度,
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10)和被带入方程(
11):
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13),获得了以下:
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通过比较方程(
3)和(
15),获得了以下:
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因此,加速压降的混凝土可以表示为
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。米米l:mo>
保护的结论的准确性,具体的恒速流趋势部分验证了通过改变混凝土的供应数量和空气输入。恒速段的起点是设定在15米后弯曲线。在实验中,混凝土供应控制的电动机的转速传感器。在这个过程中,在混凝土输送压降之间的关系,混凝土供应被发现,如图
7。图中显示气流的影响和混凝土供应数量在输送混凝土的压降。
图7
恒速段的压降变化与空气流动。
然而,方程(
7)关注测试加速压降的物理性质,即动量方程之间的关系和气力输送混凝土的输送。准确预测加速压降的关系在混凝土的输送,校正因子
α米米l:mi>
介绍了提高预测准确性。因此,预测的总压力降计算加速区
(18)米米l:mtext>
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4所示。结果和讨论
它非常简单预测压降在混凝土输送的实验。首先,它必须确定,在混凝土输送压降是由加速输送,混凝土的摩擦和碰撞。混凝土的压降引起的加速度也被称为加速压降,它只存在于加速区。压降引起的摩擦和碰撞称为统一的压降,在混凝土的输送和它的存在。因此,压降引起的加速度可以通过加速压降计算-统一的压力。在混凝土输送压降的计算稳态压力降和加速压降的总和是总压降的加速区。这种关系是基于假设稳态压力降在加速区和恒速部分是相同的。
在混凝土输送压降预测时,可以预测加速压降方程(
8)。因此,稳态速度输送混凝土必须是已知的,这可以通过方程计算(
10)和(
11)。在目前的实验中,改变了电动机的转速传感器,从而改变了在混凝土输送质量流率。同时,在不同位置的压力加速区和恒速区可以被测量。
gydF4y2Ba混凝土在不同的实验压降趋势质量流率如图
8,这是比较曲线绘制基于方程(
17)。图
8显示曲线的增长趋势在不同混凝土供应数量是相同的。根据所绘制的曲线的比较符合图
8,理论趋势可能重叠与实际曲线测量实验。如果这两条曲线重叠,那么实际的压降在混凝土输送过程类似于预测压降,证明预测的准确性。如果实际压降与压降预测不重叠,稳态压力降在加速区不同于恒速区。
图8
具体的压力的变化趋势。
影响混凝土的压力(
p米米l:mi>
0米米l:mn>
)开始沿着混凝土输送压降趋势上的位置如图所示
9。在混凝土输送基于归一化的压力
p米米l:mi>
0米米l:mn>
可以减少的影响在压力测量空气流量,最大误差可控制在2%以内。
图9
不同风速下归一化趋势。
在多个实验过程的价值
α米米l:mi>
计算通过改变混凝土的空气流量和喂养率在不同运动速度。
gydF4y2Ba加速压降和统一在混凝土输送压降预测基础上的价值
α米米l:mi>
。如果
α米米l:mi>
=米米l:mo>
1米米l:mn>
,具体的碰撞和摩擦引起的压降在恒速部分是相同的。如果
α米米l:mi>
<米米l:mo>
1米米l:mn>
的压降相对较小,因为较低的混凝土的输送速度。相比之下,
α米米l:mi>
>米米l:mo>
1米米l:mn>
表明高压力降,因为混凝土的输送速度。在恒速段混凝土,粒子碰撞很软弱。然而,粒子碰撞频率高,粒子碰撞的加速区,导致高混凝土粒子的能量损失。因此,加快区域的压降是高于恒速部分。
gydF4y2Ba不同混凝土输送的实验和理论结果呈正相关具体的吞吐量得到相同的压缩空气流量。具体的吞吐量时小,实验结果和理论结果相似,表明
α米米l:mi>
接近1(图
10)。增加混凝土的吞吐量,实验和理论结果的差异逐渐增加。不同的是混凝土输送的影响预测的关键因素。
图10
添加后的比较理论和实验压力
α米米l:mi>
。
接下来,传感器的值是固定的,具体由混凝土喷射机输入速度常数喂养。随后,压力在不同测试点通过控制输入的压缩空气调节阀。有一个大的实验结果和理论结果之间的区别。增加空气流量,这种差异逐渐减少。这种差异也是一个关键因素,影响了预测混凝土的输送。
gydF4y2Ba数据
10和
11显示的值
α米米l:mi>
与混凝土有直接关系的吞吐量和压缩空气的输入。特里帕西等人测试材料不同的颗粒大小的
29日),而
α米米l:mi>
可以被定义为
(19)米米l:mtext>
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的比例是混凝土质量和空气质量。
图11
比较加速压降的区域。
实验数据从数据
11和
12被带入方程(
19),收益率如下:
(20)米米l:mtext>
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图12
在不同规格的混凝土线压降。
在加速压降实验,混凝土的输送粒子从一个点以特定的速度加快,最后达到匀速运动的趋势(
30.- - - - - -
32]。动量方程被用来计算压降在这个过程:
(21)米米l:mtext>
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。米米l:mo>
压降是在恒定的速度平衡部分。因此,总可以获得加速压降方程(
18),(
19)和(
21)。总加速压降被表示为
(22)米米l:mtext>
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而且,方程(
1)和(
2)带入方程(
22),因此总加速压降被表示为
(23)米米l:mtext>
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一个米米l:mi>
。米米l:mo>
验证方程的准确性(
20.),饲养混凝土率常数的实验。concrete-air比率被改变通过改变空气流量分析在不同位置的压力。比较理论和实验压力如图
12。曲线方程进行了理论公式与实验结果相似,显示的最大误差小于10%。这验证了方程(的普遍性
20.)。在这个实验中,管直径2.0英寸和2.5英寸的具体应用。压力在不同位置的混凝土由压力变送器(图线进行了测试
12)。最大误差小于5%,验证了方程的可行性(
20.)。
年代ec><年代ec id="sec5">
5。结论
为了获得加速区域的压降水平输送喷混凝土,混凝土输送管道被安排进行相关的混凝土输送的实验。具体是,根据煤矿的普通混凝土的比例。每个点的压力管道输送的进程中,由压力变送器检测管道上设置。同时,加速压降的水平输送混凝土喷涂区进行了分析与测量压力。
gydF4y2Ba结果表明,管道压力下降迅速传递的开始和结束的弯管,而线性下降的趋势是逐渐显示。加速压降分析结合实验和动量方程在混凝土输送。加速压降进行了分析,这主要是由于加速度,摩擦和碰撞的混凝土。同时,混凝土的摩擦和碰撞也存在于欧元区稳定的表达。
gydF4y2Ba压降曲线是根据混凝土输送过程中每一点的压力。此外,混凝土输送过程中的压降的数学模型。防止随机干扰因素的摩擦和碰撞,并提高计算精度,校正因子
α米米l:mi>
介绍了。
gydF4y2Ba最后,测量压力在不同混凝土吞吐量和压缩空气的流速与数学模型的结果进行比较,验证了数学模型的准确性。同时,压降的主要因素加速区获得的比混凝土质量和压缩质量,混凝土的初始速度,最佳的最终要求速度,混凝土的进给速度,输送管道的截面积。
年代ec>
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
年代ec><年代ec>
附加分
创新和亮点:(1)损伤混凝土的压力变送器可以预防压力变送器前安装一个过滤器。(2)法律的压力变化前后的安装由只提供空气压力变送器进行了研究。(3)统计分析在不同位置的压力在混凝土输送线在不同输入大量的混凝土和压缩空气。在此基础上,在混凝土输送压降规律进行了讨论。(4)压降混凝土在输送线的预测。
年代ec><年代ec sec-type="COI-statement">
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
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