徐海良 ，周刚，吴万荣，吴波

(1. 中南大学 机电工程学院，湖南 长沙，410083；2. 中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083)

提升技术是锰结核开采的关键环节之一，其任务是将采集的锰结核从深度5 km左右海底提升到海面采矿船上。根据提升方式的不同，锰结核开采方式有3种：CLB法、集矿机-管道提升法和潜水穿梭采矿车法[1-3]。一些发达国家在20世纪初就开始对深海采矿技术进行研究和开发[4]。经过理论和实验研究，普遍认为通过管道将矿石输送到海面采矿船上的水力输送方法最具工业应用前景[5]。根据水力输送原理发明了一种基于储料罐和水泵组合的深海采矿矿石输送系统[6-9]该输送系统具有输送效率高、使用寿命长，安全可靠等优点。理论上该设备可以将矿石从5 km深的海底输送到海面，考虑到矿石输送浓度对设备可靠性的影响：当矿石输送浓度过高时，容易发生矿石堵塞管道的现象从而造成输送过程的中断，甚至对深海采矿设备造成不可挽救的毁灭性破坏；当矿石输送浓度过低时，矿石输送效率低，因而采矿系统的产能低，达不到商业应用的价值。因此，将矿石输送浓度控制在一定的合理范围之内，成为储料罐和水泵组合的矿石输送设备成功应用的关键。本文作者针对矿石输送浓度难以精准控制的问题，以储料罐和水泵组合的矿石输送设备为研究对象，以海水为输送介质，锰结核颗粒为输送物质，利用Fluent软件的Euler-Euler模型和标……