邹伟生，曹鸿灿

(湖南大学 机械与运载工程学院,长沙410082)



深海矿产资源管道输送阻力的研究

邹伟生，曹鸿灿

(湖南大学 机械与运载工程学院,长沙410082)

为拓展流体力学在深海矿物资源开采输送中的工程应用，通过对粗颗粒海底矿物在输送管道中的受力分析，探讨了垂直管道粗颗粒-均质浆体两相流的流动特性，建立了适宜于粗颗粒固-液两相流的分析的数值模型和计算方法，计算了海底矿产资源输送中管道内部流动阻力，并进行了海底矿物固-液两相管道输送的试验验证，为海底矿产资源的输送提供技术支持。

粗颗粒；两相流动；粗颗粒-均质浆体；管道输送

矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础。近年来, 海洋采矿可能比陆地采矿更环保、投资效益更高等观点逐渐成为主流共识。因此，许多国家表现出对发展深海采矿十足的信心和期望，加强了深海采矿技术的基础研究和开发[1]。鉴于深海矿产资源所处的极端环境和特殊赋存状态，将数千米水深的海底矿产资源输运到海面是深海矿产资源开采的关键技术之一。尽管多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物等海底矿物在海底的赋存形态各异，开采这些矿物的工艺和所用的采掘设备将有很大的区别，但将这些固体矿物用管道输送到水面采矿船的原理、工艺和设备是基本相同的，即采用钢管加软管和泵组成的管道输运系统，将深海固体矿物输送至水面采矿船上[2]。……