水平圆管作为海泡石矿粉射流提纯分级装置的关键结构部件,管道内的颗粒悬浮气力输送特性是影响气流分级装置粒径分级的主要因素之一。为研究海泡石矿粉颗粒在水平管道内的输送特性,本文基于海泡石矿粉颗粒自身的物理特性和力学特性,对水平圆管内海泡石矿粉颗粒进行受力分析,并在不同结构参数和不同工艺参数条件下对海泡石矿粉颗粒进行气力输送特性数值模拟和实验研究。本文主要围绕以下几个方面进行了探讨:(1)海泡石矿粉颗粒特性检测。采用粉体综合性能测试仪、超景深显微镜、斯托默粘度计和应变控制式直剪仪分别对海泡石矿粉颗粒休止角、崩溃角、差角、分散度、密度、粒径、粘度和摩擦角等参数进行检测,为后续的理论分析与仿真模拟提供数据支持。(2)海泡石矿粉颗粒的受力分析。首先建立颗粒相与气体相的动力学方程,对颗粒的受力类型进行分析,并确定了颗粒与壁面间的相互作用力;然后通过受力大小的数量级分析颗粒在数值模拟中重点考虑的力;最后通过所考虑的作用力建立颗粒在层流和湍流状态下的切应力模型。(3)海泡石矿粉颗粒在水平圆管内气力输送特性数值模拟。针对海泡石矿粉颗粒在水平圆管内输送特性分析困难的问题,提出一种基于颗粒粒径和受力状况的气力输送特性数值模拟分析方法,通过改变水平圆管管径、入口速度和粒径大小,采用COMSOL Multiphysics对海泡石矿粉颗粒气力输送情况进行数值模拟分析。(4)海泡石矿粉颗粒在水平圆管内气力输送实验。通过搭建水平圆管内气力输送实验平台,对不同管径、不同入口速度和不同粒径海泡石矿粉颗粒进行气力输送实验,得到水平圆管内颗粒速度及轨迹分布状况,并与仿真结果进行对比。理论分析、数值模拟和实验结果表明,针对海泡石矿粉颗粒特性对其在水平圆管内进行受力和仿真分析,可为不同工艺参数条件下气力输送的颗粒粒径选择提供依据,对后期开展海泡石矿粉颗粒提纯分级和非金属矿物物料悬浮平稳输送研究具有重要意义,可有效提高湖南湘潭储量丰富的海泡石矿粉附加值和利用范围。