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国家自然科学基金(51339008): 作品数：11 被引量：29H指数：4; 相关作者：夏建新唐达生杨春霞周大庆郑源更多>>; 相关机构：中央民族大学长沙矿冶研究院有限责任公司中国地质大学（北京）更多>>; 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>; 相关领域：交通运输工程天文地球矿业工程动力工程及工程热物理更多>>

深海多金属结核采集方式及其结构参数比较分析被引量：4: 2021年; 深海蕴藏着丰富的矿产资源,受到了世界主要工业国家与国际大型企业的高度关注,目前各国都投身于深海矿产资源采集技术的加速研发中。采矿车是深海资源开发的核心组成部分,采矿车结构参数是否匹配不仅直接决定了采集效率,还决定了采集作业过程中对深海沉积物和深海底栖生物造成影响的程度。近年来,比利时,韩国和中国等国家大力发展采集技术,获得了大量的试验数据。通过比较上述三个国家研发的采集头结构、参数和试验效果,可为下一步深入研发采集技术和结构参数优化奠定基础。采矿头试验结果表明结构参数对采集效果影响显著,通过对比获取的参数范围如下:结核粒径的尺寸为5~12 cm,喷嘴直径为8~17 mm,射流角度39°~50°,射流速度10~20 m/s,离地高度不超过18 cm,抽吸速度为5~15 m/s,采集车行驶速度为0.6~0.8 m/s。上述参数范围较宽,还需要进一步针对矿区特点进行参数优化研究。; 官雷张东宽夏玉超夏建新; 关键词：多金属结核结构参数

Experimental investigation of particle-induced pressure loss in solid–liquid lifting pipe被引量：3: 2017年; In order to investigate the characteristics of particle-induced pressure loss in the solid–liquid lifting pipe,a series of experiments were conducted in 200 mm diameter lifting pipe.Simulation manganese nodules with five different mean diameters of10 mm,20 mm,30 mm,40 mm and 50 mm were used,both in isolation and a combination in equal fraction by mass.The flow velocities in the lifting pipe ranged from 0.12 m/s to 1.61 m/s,and the mass of particles employed was 10 kg for each particle diameter.Three regimes,wavy bed,partly fluidization,and fully fluidization,were observed over the flow velocity.The solid–liquid pressure drop data were measured by differential pressure transmitter,and pressure drop caused by the solid particles was calculated and analyzed.The results show that the evolutions of the pressure loss due to solid particles are relevant to the solid–liquid flow regimes,and they are distinctly influenced by fluid velocity and particle size.; 宋跃文朱小军孙志强唐达生; 关键词：提升管固-液

桨叶调节对轴流式水轮机甩负荷特性影响研究被引量：6: 2019年; 提出了轴流转桨式水轮机模型甩负荷过渡过程三维非定常数值模拟方法,采用动网格及网格重构方法实现了甩负荷过程中导叶和桨叶的动态关闭过程,获得了相关工作参数变化规律和内部流场变化情况.结果表明:计算得到的转速和测点静压变化规律与模型试验结果较一致,最大转速误差约为1.8%,验证了三维数值模拟方法的可靠性;当甩相同负荷,导叶采用相同关闭规律时,导叶关闭规律对参数变化起着决定性作用;最大向上轴向力出现在导叶关闭结束时刻,合理设置导叶关闭分段点位置将有效改善过渡过程品质;桨叶小角度关闭对抑制转速上升和压力波动作用不明显,反而会加剧轴向力波动和最大向上轴向力值,从降低最大向上轴向力防抬机角度,桨叶保持不动比桨叶小角度关闭更有利.本研究实现了桨叶与导叶双重调节的动态仿真.; 陈会向周大庆郑源杨春霞; 关键词：轴流转桨式水轮机甩负荷动网格动态特性

基于极限平衡条件的沟道泥石流启动条件研究被引量：1: 2019年; 沟道泥石流启动的力学本质为沟道中的堆积体所受剪切力克服摩擦力的过程。本文通过堆积体临界状态的受力平衡分析确立颗粒堆积体的临界平衡条件,发现堆积结构稳定性受坡度、颗粒内摩擦系数、堆积高度和水流速度共同作用。在此基础上通过文献中的系列实验数据分析拟合得到了一个泥石流启动的临界流速条件,相关结果和文献中的两个系列实验结果吻合良好,有望为沟道泥石流启动提供一定的支撑。; 张国帅王晓亮夏建新; 关键词：堆积体启动条件

深海采矿系统双拱软管粗颗粒再起动试验研究被引量：1: 2021年; 深海采矿系统中输送软管为连接采矿车与扬矿的主管道,研究堵塞情况下软管内沉积颗粒的再起动条件,对深海采矿系统的安全、高效输送具有理论指导意义。本文基于双拱软管输送试验展开粗颗粒再起动规律研究,分析颗粒起动速度与断面占比、浆体浓度、拱底夹角的关系,得到以下研究结论:(1)堵塞条件下,拉伸软管、增大拱底夹角,有利于管内颗粒再起动,可用于应对突发停泵情况;(2)颗粒再起动速度与颗粒断面占比、内流浆体浓度成正比关系,与拱底角度呈反比关系;(3)通过量纲分析依次得到扬动、连续推移运动状态下,软管内沉积颗粒的再起动公式,平均误差均小于3%,具备良好精度。; 张国帅符瑜夏建新; 关键词：深海采矿

深海沉积物抗剪强度影响因素及其变化规律被引量：5: 2021年; 深海沉积物土工力学特性是研发深海海底作业装备的依据。利用现有的深海土工力学原位测量数据和取样分析的成果,采用回归分析方法,得到了沉积物物化组成等参数与抗剪强度的相关关系。研究表明:深海沉积物以粉质土、有机黏土为主,具有高含水率、大孔隙比、低密度等特征;随着埋藏深度的增加,深海沉积物的含水率和孔隙比逐渐减少,湿密度与抗剪强度则呈增大趋势;物理参数与抗剪强度之间有较好的相关关系,含水率、密度及孔隙比与抗剪强度的相关性明显,其中,密度与抗剪强度成正比,而含水率、孔隙比与抗剪强度成反比;以含水率、密度和孔隙比为自变量的多变量回归分析方程能更好地表达沉积物物理特性与抗剪强度的相关关系。; 魏定邦杨强夏建新; 关键词：深海沉积物物理参数抗剪强度影响因素

粗颗粒矿石在提升硬管底部管道内流动状态试验研究被引量：5: 2019年; 为研究粗颗粒矿石在提升硬管底部管道内的流动状态,在实验室建立了2套试验系统,对提升硬管底部Y型结构和U型结构开展了粗颗粒提升输送性能试验研究,分析了粗颗粒提升速度和输送浓度对流动状态的影响,观察了2种管道结构下粗颗粒的堵塞状态。结果表明,Y型结构的输送状态优于U型结构。该研究结果可为深海采矿系统中提升硬管底部管道结构设计提供试验验证基础。; 李秋华唐达生肖红宋跃文黎宙; 关键词：粗颗粒深海采矿

垂直管道内粗颗粒运动特性数值模拟被引量：4: 2019年; 为研究深海采矿管道提升系统中颗粒的运动规律,采用数值模拟的方法对不同粒径、不同入射位置的单个颗粒及单一粒径和混合粒径颗粒群的运动规律进行了研究。结果表明,颗粒输送速度随着颗粒粒径增大而减小;从管道中心到壁面,颗粒速度逐渐减小;颗粒群输送颗粒存在一定程度的碰撞,输送的能量损失更大。得到了垂直管道内颗粒的运动规律,对颗粒输送速度、碰撞、能量损失等进行了量化分析。对未来深海采矿水下输送系统设计有一定参考意义。; 关英杰郑皓宿向辉唐达生; 关键词：固液两相流深海采矿粗颗粒

基于低场核磁共振技术的水煤浆水分状态与定量分析被引量：3: 2018年; 水煤浆中水分状态与含量的变化是产生其宏观流变特性变化的根本原因,研究水分状态的迁移变化有助于从微观机理上阐释水煤浆流变特性的变化规律,进而为管道输煤系统工艺参数设计和优化提供依据。利用低场核磁共振技术,研究了不同粒径、不同浓度水煤浆中的水分状态及其迁移变化。研究结论表明：通过T2谱图辨别了水煤浆中吸附水、间隙水和自由水三种不同状态水分;三种水分会随着颗粒粒径和浓度的变化而发生迁移,即在一定粒径下,吸附水含量与浓度无关,间隙水的含量随着浓度的增大而增多,自由水的含量则随浓度的增大而减少;在一定浓度下,吸附水和间隙水量与粒径呈负相关,自由水量与粒径呈正相关;分析了吸附水、间隙水和自由水含量随浓度和粒径的变化规律,为相似条件下流变特性微观机理的认识提供参考。; 龙海潮夏建新曹斌; 关键词：水煤浆粒径

深海多金属结核采集过程对沉积物扰动试验研究: 2023年; 为探究深海多金属结核开采过程对海底沉积物的扰动情况,开展了不同射流速度、不同离底高度、不同行进速度条件下多金属结核采集头射流冲刷沉积物水池实验,探究了冲沟深度变化和沉积物迁移扩散规律。结果表明,多金属结核采集过程不仅冲刷沉积物颗粒,也会冲刷沉积物块,导致冲沟表面凹凸不平;沉积物被扰动后,通过上层羽状流和底层重力流形式迁移扩散。; 张东宽刘美麟夏建新; 关键词：深海采矿

国家自然科学基金(51339008)

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