徐海良，饶星，杨放琼

(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)

深海蕴藏着极为丰富的矿产资源，其中最具开采价值的是锰结核、富钴结核以及多金属硫化物等。一些发达国家对深海矿石开采技术进行了理论和实验研究，普遍认为清水泵水力管道提升系统最具工业应用前景[1-3]。LIU 等[4]与印度联合研制了1 台清水泵矿石输送设备，并在海底500 m采矿系统上进行实验获得成功；法国大洋结核研究开发协会生产了一套清水泵水力管道提升系统，其生产能力达到600 t/h[5]；ASEAPTY公司设计了1台输送管径为250 mm的清水泵水力管道输送设备用于煤炭运输，输送能力为300 t/h[6]；杨放琼等[7]根据水力输送原理研制了1 种阀控式清水泵矿石水力输送设备，该矿石水力输送设备具有扬程高、输送效率高、使用寿命长、安全可靠等优点，通过试验取得了较好效果，同时也发现一些问题，如当流入矿石水力输送设备的流量过大时，矿石颗粒不能有效地从分离器流入储料罐内，出现堵塞现象，部分矿石颗粒也会随海水流出输送设备外。考虑到深海矿石输送设备工作性能研究的重要性，本文作者采用双欧拉模型和RNGk-ε湍流模型，运用Fluent流体分析软件对矿石颗粒流入储料罐的过程进行仿真研究，分析进料流量、颗粒体积分数、颗粒粒径和活塞行程对矿石颗粒流入储料罐的效率及矿浆分离效率的影响规律，以便为该矿石输送设备的正常高效工作提供合理的设计参数和工作参数范围。……