CN114486632A - 一种基于分形理论的煤浆颗粒分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于分形理论的煤浆颗粒分析方法,包括以下步骤:(1)对单级研磨或多级研磨制得的煤样进行筛分试验,分析煤样的粒度分布状况,(2)确定管输煤浆的最大粒径dmax,并根据最大粒径进行煤粉配比,初始配比的煤粉分形维数为H0,(3)将该煤样制成若干份不同煤浆,获得煤浆粘度随分形维数的变化,获得煤浆粘度随重量浓度的变化。本发明可以量化粒度级配,进而分析煤浆粒度级配与煤浆粘度的关系,可以为煤浆管道***的安全、经济运行提供理论依据。
Description
技术领域
本发明涉及新材料技术领域,具体是一种基于分形理论的煤浆颗 粒分析方法。
背景技术
在绿色低碳的经济发展形势下,以管道将煤浆高效率、低成本、 无污染地输送至终端用户是一重要发展方向,但也存在较高风险,如 美国黑迈萨管道在投产运行的初期,曾发生过因物料粒度组成不合理 导致的管道堵塞。因此,为保证煤浆管道***安全、经济运行,研究 和分析煤浆粒度组成和分布具有重要意义。
传统分析煤浆粒度组成的方法,主要使用平均粒径、中值粒径、 分选系数、偏度和峰度等参数,未建立公式量化煤浆流变特性与煤浆 粒度级配、浓度的相关性关系。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提供一种基于分形理论的煤浆 颗粒分析方法,科学地展示出煤浆中的粒度分布情况,为优化煤浆制 备工艺,提高煤浆输送安全性提供理论依据。
本发明提供的技术方案:一种基于分形理论的煤浆颗粒分析方法, 包括以下步骤:
(1)通过研磨、筛分、称重,对煤样进行筛分试验,筛分出八 个粒级,0~0.045mm,0.045~0.075mm,0.075~0.15mm,0.15~0.3mm,0.3~0.425mm,0.425~0.83mm,0.83~1.4mm,1.4~2.8mm, 获得煤样粒度范围A1-A8的质量以及质量分数w1-w8,
(2)确定管输煤浆的最大粒径dmax,并根据最大粒径进行煤粉配 比,初始配比的煤粉分形维数为H0;
(3)将配成的煤粉与水混合,充分搅拌,得到质量浓度为Cw0的 浆体,测量煤浆粘度;
(4)在分形维数为H0、质量浓度为Cw0、质量为M的煤浆中加入 煤粉和水,使分形维数变为Hi,而质量浓度保持不变,测量煤浆粘度, 通过回归分析拟合煤浆粘度随分形维数的变化关系;
(5)在煤粉分形维数为H0、质量浓度为Cw0、质量为M的煤浆中 加入煤粉和水,使分形维数保持不变,而质量浓度变为Cwi,测量煤 浆粘度,通过回归分析拟合煤浆粘度随质量浓度的变化关系。
进一步的,所述步骤(3)中配制的煤浆的质量浓度范围为 45%~65%,采用毛细管粘度计测定煤浆粘度。
进一步的,所述步骤(2)中对于累积质量分数W(d<di)和初始配 比分形维数H0,满足
煤浆粒径范围(di-1,di)的质量分数wi满足
煤浆粒径范围(di-1,di)的煤粉质量mi为
mi=MCwwi
式中,M为将要配制的煤浆质量。
进一步的,所述步骤(4)中配制煤浆时应加水的质量Δmw和粒 径范围Ai内应加入的煤粉质量Δmi通过以下过程计算;
新制煤浆所含粒径范围(di-1,di)的煤粉质量m′i应满足 m′i=M′Cw0w′i
m′i≥max{mi}
式中,w′i为新制煤浆粒径范围(di-1,di)的质量分数,按步骤(2)中公 式计算;
新制煤浆总质量M′满足
当等号成立时,加入的水和煤粉的质量最少,分别为
Δmw=(M′-M)(1-Cw0)
Δmi=(M′Cw0w′i-MCw0wi)。
进一步的,所述步骤(5)中配制煤浆时应加水的质量Δmw和粒 径范围Ai内应加入的煤粉质量Δmi通过以下过程计算;
若Cwi<Cw,则新制煤浆总质量M′满足
应加水的质量为
若Cwi>Cw,则新制煤浆总质量M′满足
粒径范围Ai内应加入的煤粉质量Δmi为
本发明的有益效果:
(1)本发明提出了用分形维数量化煤浆的颗粒级配的方法,可 以实现单一量化指标只管描述煤浆的粒度级配;
(2)本发明提出了以分形维数为变量来研究煤浆的颗粒级配、 重量浓度和粘度的方法,并提出了煤浆分形维数、浓度的科学调整方 法,确保煤浆输送的安全性;
(3)本发明得到了分形维数、浓度与管输煤浆粘度的关系,可以 为煤浆配制提供参考,优选出粘度低、粒度粗的煤浆为最佳输送浆体。
附图说明
图1为某次管道输煤试验的煤浆粒度级配图;
图2为煤浆粘度与分形维数的回归关系图;
图3为煤浆粘度与质量浓度的回归关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
一种基于分形理论的煤浆颗粒分析方法,其特征在于,包括以下 步骤:
(1)通过研磨、筛分,获得煤粉粒度范围A1-A8:<0.045,0.045~ 0.075,0.075~0.15,0.15~0.3,0.3~0.425,0.425~0.83,0.83~1.4,1.4~2.8(mm)的质量;
(2)确定管输煤浆的最大粒径dmax,并根据最大粒径进行煤粉配 比,初始配比的煤粉分形维数为H0;
首先,对于累积质量分数W(d<di)和初始配比分形维数H0,满足
于是,煤浆粒径范围(di-1,di)的质量分数wi应满足
煤浆粒径范围(di-1,di)的煤粉质量mi为
mi=MCwwi
式中,M为将要配制的煤浆质量;
(3)将配成的煤粉与水混合,充分搅拌,得到质量浓度为Cw0的 浆体,质量浓度范围为45%~65%,使用毛细管粘度计测量煤浆粘度;
(4)在分形维数为H0、质量浓度为Cw0、质量为M的煤浆中加入 煤粉和水,使分形维数变为Hi,而质量浓度保持不变。配置煤浆时应 加水的质量Δmw和粒径范围Ai内应加入的煤粉质量Δmi可通过以下过 程计算;
新制煤浆所含粒径范围(di-1,di)的煤粉质量m′i应满足 m′i=M′Cw0w′i
m′i≥max{mi}
式中,w′i为新制煤浆粒径范围(di-1,di)的质量分数,按(2)计算。
新制煤浆总质量M′满足
当等号成立时,加入的水和煤粉的质量最少,分别为
Δmw=(M′-M)(1-Cw0)
Δmi=(M′Cw0w′i-MCw0wi)
(5)测量煤浆粘度,计算当煤浆符合某一特定质量浓度Cw0时, 煤粉分形维数Hi与煤浆粘度μi(或刚度系数)的相关关系;
(6)在煤粉分形维数为H0、质量浓度为Cw0、质量为M的煤浆中 加入煤粉和水,使分形维数保持不变,而质量浓度变为Cwi。配置煤 浆时应加水的质量Δmw和粒径范围Ai内应加入的煤粉质量Δmi可通过 以下过程计算。
若Cwi<Cw,则新制煤浆总质量M′满足
应加水的质量为
若Cwi>Cw,则新制煤浆总质量M′满足
分形维数不变时,粒径范围Ai的质量分数wi也不会发生变化。粒径范 围Ai内应加入的煤粉质量Δmi为
(7)测量煤浆粘度,计算当煤粉为一特定分形维数H0时,重量 浓度Cwi与粘度μi(或刚度系数)的相关关系。
实施例1:
实施例数据采用来自某次管道输煤试验测量的煤浆数据,最大粒 径为2.4mm,粒度级配图如图1所示,总共配制了12组不同煤粉分 形维数的煤浆。
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
分形维数 | 2.4894 | 2.4611 | 2.5795 | 2.5152 |
序号 | 5 | 6 | 7 | 8 |
分形维数 | 2.5681 | 2.5332 | 2.5513 | 2.5517 |
序号 | 9 | 10 | 11 | 12 |
分形维数 | 2.5436 | 2.528 | 2.5007 | 2.5351 |
煤浆浓度为53%时,煤浆粘度与分形维数的关系如图2所示,拟 合得到的关系式为μ=-200.35H+645.76。
煤粉分形维数为2.5152时,煤浆粘度与重量浓度的关系如图3所 示,拟合得到的关系式为μ=-14.459Cw+638.4。
在煤浆的质量浓度范围在45%~65%内,可得到多组煤浆粘度与分 形维数的关系,在适宜的分形维数范围内,可得到多组煤浆粘度与质 量浓度的关系,可为优选出粘度低、粒度粗的煤浆提供数据参考。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优 点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上 述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理,在不 脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这 些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围 由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种基于分形理论的煤浆颗粒分析方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)通过研磨、筛分、称重,对煤样进行筛分试验,筛分出八个粒级,0~0.045mm,0.045~0.075mm,0.075~0.15mm,0.15~0.3mm,0.3~0.425mm,0.425~0.83mm,0.83~1.4mm,1.4~2.8mm,获得煤样粒度范围A1-A8的质量以及质量分数w1-w8;
(2)确定管输煤浆的最大粒径dmax,并根据最大粒径进行煤粉配比,初始配比的煤粉分形维数为H0;
(3)将配成的煤粉与水混合,充分搅拌,得到质量浓度为Cw0的浆体,测量煤浆粘度;
(4)在分形维数为H0、质量浓度为Cw0、质量为M的煤浆中加入煤粉和水,使分形维数变为Hi,而质量浓度保持不变,测量煤浆粘度,通过回归分析拟合煤浆粘度随分形维数的变化关系;
(5)在煤粉分形维数为H0、质量浓度为Cw0、质量为M的煤浆中加入煤粉和水,使分形维数保持不变,而质量浓度变为Cwi,测量煤浆粘度,通过回归分析拟合煤浆粘度随质量浓度的变化关系。
2.根据权利要求1所述的基于分形理论的煤浆颗粒分析方法,其特征在于:所述步骤(3)中配制的煤浆的质量浓度范围为45%~65%,采用毛细管粘度计测定煤浆粘度。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115114560A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 中南大学 | 基于矿石粒度结构参数确定磨矿时间的方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5958092A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-03 | Babcock Hitachi Kk | 石炭スラリの製造法 |
US4900330A (en) * | 1984-07-30 | 1990-02-13 | Babcock-Hitachi Kabushiki-Baisha | Process for producing a high concentration coal-water slurry |
JP2003313065A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Hokkaido Technology Licence Office Co Ltd | 高強度コンクリート組成物 |
CN106498898A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-15 | 河海大学 | 一种基于分形理论与物理力学试验的土石料级配优化方法 |
CN207562817U (zh) * | 2017-11-22 | 2018-07-03 | 中煤科工清洁能源股份有限公司 | 一种提高管道运输水煤浆终端产品浓度的*** |
CN109916760A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-21 | 浙江省水利河口研究院 | 一种确定不同最大粒径下堆石料最优细粒含量的方法 |
CN110595965A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 一种用于管道输送的浆体颗粒级配的遴选方法 |
CN110607195A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-24 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 一种粗颗粒管道输送煤浆的制备方法 |
CN113504087A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-15 | 中国矿业大学 | 一种用于实验室的矿山散体试样制备方法 |
-
2021
- 2021-12-17 CN CN202111554335.4A patent/CN114486632B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5958092A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-03 | Babcock Hitachi Kk | 石炭スラリの製造法 |
US4900330A (en) * | 1984-07-30 | 1990-02-13 | Babcock-Hitachi Kabushiki-Baisha | Process for producing a high concentration coal-water slurry |
JP2003313065A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Hokkaido Technology Licence Office Co Ltd | 高強度コンクリート組成物 |
CN106498898A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-15 | 河海大学 | 一种基于分形理论与物理力学试验的土石料级配优化方法 |
CN207562817U (zh) * | 2017-11-22 | 2018-07-03 | 中煤科工清洁能源股份有限公司 | 一种提高管道运输水煤浆终端产品浓度的*** |
CN109916760A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-21 | 浙江省水利河口研究院 | 一种确定不同最大粒径下堆石料最优细粒含量的方法 |
CN110595965A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 一种用于管道输送的浆体颗粒级配的遴选方法 |
CN110607195A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-24 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 一种粗颗粒管道输送煤浆的制备方法 |
CN113504087A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-15 | 中国矿业大学 | 一种用于实验室的矿山散体试样制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JIXIONG ZHANG ET.AL: "Fractal characteristics of crushed particles of coal gangue under compaction", 《POWDER TECHNOLOGY 》 * |
孙海勇: "基于分形理论水煤浆粒度级配的研究", 《万方学位论文》 * |
王俊哲 等: "煤粉的分形特征及其对水煤浆级配的影响", 《煤炭学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115114560A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 中南大学 | 基于矿石粒度结构参数确定磨矿时间的方法 |
CN115114560B (zh) * | 2022-06-27 | 2024-04-12 | 中南大学 | 基于矿石粒度结构参数确定磨矿时间的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114486632B (zh) | 2022-10-04 |
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