高浓度黏稠固体废弃物流变及管道流动特性的研究

煤泥、城市污泥、赤泥、电石泥等高浓度黏稠固体废弃物由于长期被忽视或未有效治理，造成了严重的环境污染。为真正实现黏稠固废的处理处置及资源化利用，本项目针对急需的管道输送技术，开展相关管道输送理论研究。以黏稠固废流变特性与管道输送特性为核心，研发新型加压管式流变与阻力特性测试装置，研发传压特性测试装置和屈服应力的专用测头。开展屈服应力测试、流变特性及其影响因素研究，建立黏稠物料流变特性本构方程。开展黏稠物料传压特性测试，开展管道输送阻力与含固量、流速、管径、粒度及组成等关键影响参数研究；开展黏稠物料特有的管壁滑移与摩擦特性研究。本项目揭示了非牛顿膏体状固液两相流管道流动机理，丰富了固体管道输送前沿领域研究，为基于管道输送的黏稠固废无害化、减量化和资源化处理处置的工程应用提供理论依据，实现节能减排，改善生态环境。

煤泥、城市污泥、赤泥、电石泥等高浓度黏稠固体废弃物由于长期被忽视或未有效治理，造成了严重的环境污染问题。基于管道输送的黏稠固废处置及资源化利用新工艺，开辟了环境友好型处理这些黏稠固废的新途径。本项目针对膏体管道输送理论发展远未成熟，工程应用急需理论指导的现状，开展相关膏体管道输送理论研究。以黏稠固废管道输送阻力预测为核心；研发新型加压管式流变与阻力特性测试装置、传压特性测试装置、工业级循环管道等一系列研究必须的实验装置；开展膏体屈服应力测试、流变特性及其影响因素、传压特性、弹性特性以及管道输送阻力与含固量、流速、管径、输送距离等关键影响参数关系的研究；提出了通过少量实验室小型输送试验即能预测实际大型工程管道输送阻力的计算方法与模型。本项目揭示了非牛顿膏体状固液两相流的管道流动特性，发展了固体管道输送理论前沿，为实现基于管道输送的黏稠固废无害化、减量化和资源化处置的工程应用提供了理论依据，促进节能减排，改善生态环境。项目培养博士生2名，硕士生5名，还有6名硕士生在读。其中，2篇博士学位论文分别被评为2011、2013年度校级优秀博士学位论文；2篇硕士学位论文被评为2013年度校级优秀硕士学位论文；1名研究生获得2013年度国家奖项金。共发表论文17篇，其中SCI检索1篇，EI检索12篇。获得授权发明专利2项、实用新型专利3项。此外，申请发明专利1项。研发了新型浓密膏体大型、小型流变与阻力测试装置各一套；浓密膏体屈服应力、传压特性及流速测试装置各一套。提出了通过少量实验室小型输送试验即能预测实际大型工程管道输送阻力的新方法。