椭球粗颗粒在深海水力集矿流场中受力特性试验研究.pptxVIP

椭球粗颗粒在深海水力集矿流场中受力特性试验研究汇报人：2024-01-18

目录contents引言深海水力集矿流场特性分析椭球粗颗粒受力特性试验设计椭球粗颗粒受力特性试验结果分析椭球粗颗粒受力模型建立与验证结论与展望

01引言

123深海蕴藏着丰富的多金属结核、富钴结壳等战略金属资源，其开采对于缓解陆地资源压力具有重要意义。深海矿产资源丰富深海粗颗粒矿物在开采过程中受到复杂流场的作用力，易发生破碎和流失，导致开采效率低下。粗颗粒矿物开采难度大目前对于椭球粗颗粒在深海复杂流场中的受力特性研究较少，缺乏系统性的理论分析和试验验证。椭球粗颗粒受力特性研究不足研究背景与意义

国内外学者在深海采矿、颗粒流体力学等领域开展了大量研究，但针对椭球粗颗粒在深海复杂流场中的受力特性研究相对较少。随着深海采矿技术的不断发展和对深海矿产资源需求的增加，椭球粗颗粒在深海复杂流场中的受力特性研究将成为未来的重要研究方向。国内外研究现状及发展趋势发展趋势国内外研究现状

研究内容本研究旨在通过试验手段，探究椭球粗颗粒在深海复杂流场中的受力特性，揭示其运动规律和破碎机理。研究目的通过本研究，以期为深海粗颗粒矿物的开采提供理论指导和技术支持，提高开采效率和资源利用率。研究方法采用室内试验和数值模拟相结合的方法，设计搭建深海水力集矿试验系统，模拟深海复杂流场环境，对椭球粗颗粒进行受力测试和分析。研究内容、目的和方法

02深海水力集矿流场特性分析

流场形成机制深海水力集矿流场主要由采矿船或采矿平台的抽吸作用形成，水流在抽吸作用下产生流动，形成特定的流场结构。流场特点深海水力集矿流场具有三维、非定常、湍流等特性，流场中存在着复杂的涡旋结构和流动分离现象。深海环境特性深海环境具有高压、低温、黑暗等特点，这些特性对水力集矿流场的形成和演变具有重要影响。流场形成机制与特点

流场中椭球粗颗粒运动规律椭球粗颗粒在流场中的速度分布呈现出一定的规律性，颗粒速度的大小和方向与流场的速度分布密切相关。颗粒速度分布椭球粗颗粒的形状和尺寸对流场中的运动规律具有重要影响，不同形状和尺寸的颗粒在流场中的运动轨迹和速度分布存在差异。颗粒形状与尺寸在流场中，椭球粗颗粒受到水流的作用力，沿着一定的轨迹进行运动，运动轨迹受到颗粒形状、尺寸、密度等因素的影响。颗粒运动轨迹

流场对椭球粗颗粒受力影响椭球粗颗粒在流场中受到水流的拖曳力、升力和阻力等水动力作用，这些作用力对颗粒的运动和受力特性产生影响。颗粒间相互作用力在流场中，椭球粗颗粒之间存在着相互作用力，如碰撞、摩擦等，这些作用力对颗粒的聚集和分散行为具有重要影响。流场湍流效应深海水力集矿流场中存在湍流现象，湍流对椭球粗颗粒的受力特性产生影响，如增加颗粒的受力波动、改变颗粒的运动轨迹等。水动力作用力

03椭球粗颗粒受力特性试验设计

深海环境模拟系统通过高压舱和水循环系统模拟深海高压、低温环境，为试验提供真实可靠的环境条件。水力集矿流场模拟装置采用水泵、管道和喷嘴等构建水力集矿流场，模拟深海采矿过程中粗颗粒的受力情况。颗粒受力测量系统运用高精度力传感器和数据采集系统，实时测量椭球粗颗粒在流场中的受力情况。试验装置与原理030201

流场参数设置根据深海采矿实际情况，设置水力集矿流场的流速、压力和温度等参数。数据整理与分析对采集到的受力数据进行整理、统计和分析，研究椭球粗颗粒在深海水力集矿流场中的受力特性。颗粒投放与受力测量将制备好的椭球粗颗粒按一定方式投放到流场中，通过颗粒受力测量系统实时记录颗粒的受力数据。颗粒制备与筛选选取具有代表性的椭球粗颗粒矿石，进行破碎、筛分和干燥等处理，制备出符合试验要求的颗粒样品。试验方法与步骤

数据采集与处理数据采集系统采用高精度数据采集卡和数据采集软件，实现多通道、高速、同步的数据采集。数据预处理对原始数据进行去噪、平滑和归一化等预处理操作，提高数据的准确性和可靠性。特征提取与选择运用时域分析、频域分析和时频分析等方法，提取椭球粗颗粒受力信号的特征参数，如均值、方差、频谱等。数据建模与分析基于统计学、机器学习和深度学习等理论方法，建立椭球粗颗粒受力特性的数学模型，分析流场参数对颗粒受力的影响规律。

04椭球粗颗粒受力特性试验结果分析

03颗粒表面粗糙度对受力的影响表面粗糙的椭球颗粒在流场中受到的力较大，而表面光滑的椭球颗粒受到的力较小。01长轴与短轴比值对受力的影响随着长轴与短轴比值的增大，椭球颗粒在流场中的受力逐渐增大。02颗粒扁平程度对受力的影响扁平的椭球颗粒在流场中受到的力较小，而接近球形的椭球颗粒受到的力较大。不同形状椭球粗颗粒受力比较

不同粒径椭球粗颗粒受力比较粒径对受力的影响随着粒径的增大，椭球颗粒在流场中的受力逐渐增大。粒径分布对受力的影响粒径分布均匀的椭球颗粒在流场中受力较为稳定，而粒径分布不均匀的椭球