复合软管为达到集矿车回采路径的需要及适应海底地形起伏变化,需在中继仓与集矿车之间连接一段软管,使采矿系统易于控制、操作及采矿,从而使采矿过程稳定指数显著提高。软管空间形态在整个深海采矿系统中具有重要作用,但软管复杂的空间形态不利于输送固体矿石,容易发生堵管事故。因此如何软管畅通是深海采矿系统设计所面临的重要问题之一。
在重力作用下,软管可能触及海底,管道与海底的摩擦力将使集矿车无法运动,因此,需要在软管上加装浮力材料,使其悬浮在海水中。通过在输送软管上添加浮力球,使软管在水中的整体浮力与重力大致相当。如浮力不够,在浓度较大时,软管很有可能触及海底;如浮力比整体重力大很多,将减少集矿车接地比压,影响其运动性能。因此,软管浮力材料的配置需要优化计算。
输送软管的形态变化不仅受到集矿车拖曳力和软管自身的重力、浮力作用,还受到软管内部固液两相流对软管的作用力,主要受到的力为内流流体的冲力和重力。
因此,当软管中固体颗粒的体积浓度越高时,内流流体密度变大,固液两相流对软管的压力也随之增大,从而导致软管隆起幅度变小,且软管两侧下垂幅度变大。
因此,当复合复合软管悬浮在水中且外流条件不变时,软管形态变化主要受集矿车拖曳力和软管内流特性的影响。软管形态的主要影响因素有软管的内流流速、内流密度及集矿车的位移距离等。因此本文通过试验,研讨这几个因素对软管形态变化的影响,探究软管的内流流速、内流密度及集矿车移动距离与软管形态之间的关系。
复合软管由多种材料多层密封结构,在恶劣的环境中仍然由较好的抗破裂和抗泄漏性,不会突然爆裂,能够轻易处理汽油、柴油、原油、和多种化学液体的传输工作,甚至在寒冷的天气里仍然能够保持较高的柔韧性。
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