隨著各國陸地資源的日趨減少，戰(zhàn)略資源的國際競爭焦點逐步轉(zhuǎn)向海洋，海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)已成為世界各國關(guān)注的重點領(lǐng)域。目前較有商業(yè)開采前景的采礦工藝是固液兩相流管道提升式}t}，該工藝利用海底集礦車采集礦石，再利用管道將礦石提升到水面采礦船上。該開采方式具有環(huán)保高效、低成本和適合深海采礦運輸?shù)忍攸c。石油軟管為滿足集礦車回采路徑的需要及適應海底地形起伏變化，需在中繼倉與集礦車之間連接一段軟管，使采礦系統(tǒng)易于控制、操作及采礦，從而使采礦過程安全指數(shù)顯著提高。軟管空間形態(tài)在整個深海采礦系統(tǒng)中具有重要作用，但軟管復雜的空間形態(tài)不利于輸送固體礦石，容易發(fā)生堵管事故。因此如何確保軟管暢通是深海采礦系統(tǒng)設(shè)計所面臨的重要問題之一。 在重力作用下，軟管可能觸及海底，管道與海底的摩擦力將使集礦車無法運動，因此，必須在軟管上加裝浮力材料，使其懸浮在海水中。通過在輸送軟管上添加浮力球，使軟管在水中的整體浮力與重力大致相當。如浮力不夠，在濃度較大時，軟管很有可能觸及海底；如浮力比整體重力大很多，將減少集礦車接地比壓，影響其運動性能。因此，軟管浮力材料的配置需要優(yōu)化計算。 輸送軟管的形態(tài)變化不僅受到集礦車拖曳力和軟管自身的重力、浮力作用，還受到軟管內(nèi)部固液兩相流對軟管的作用力，主要受到的力為內(nèi)流流體的沖力和重力。 因此，當軟管中固體顆粒的體積濃度越高時，內(nèi)流流體密度變大，固液兩相流對軟管的壓力也隨之增大，從而導致軟管隆起幅度變小，且軟管兩側(cè)下垂幅度變大。 因此，當復合輸油軟管懸浮在水中且外流條件不變時，軟管形態(tài)變化主要受集礦車拖曳力和軟管內(nèi)流特性的影響。軟管形態(tài)的主要影響因素有軟管的內(nèi)流流速、內(nèi)流密度及集礦車的位移距離等。因此本文通過試驗，研究這幾個因素對軟管形態(tài)變化的影響，探究軟管的內(nèi)流流速、內(nèi)流密度及集礦車移動距離與軟管形態(tài)之間的關(guān)系。btjieyu