不同形态管道中粗颗粒运动状态变化的临界速度

粗颗粒运动形式及其变化与颗粒在管道中的受力密切相关，其受力状态直接决定运动形式。
1管道中颗粒受力
固液两相流中颗粒受到颗粒作用力、惯性力、有效重力、压力梯度力、附加质量力、Basset力、脉冲升力、Magnus力、Saffman力以及颗粒运动状态有关的相间阻力。这些力可分为两类：垂直于颗粒运动方向的力主要有脉动升力FL、Magnus力FM、Saffman力FS、浮力FF（力的方向向上）以及重力Fg（力的方向向下）；平行于颗粒运动方向的力主要有流体拖拽力FD、压力梯度力F△P以及摩擦力FF，其中流体拖拽力和重力时粗颗粒在复杂形态管道中影响颗粒运动状态的主要作用力。
1.1有效重力 重力时颗粒垂向上最重要的作用力：
Fg =1/6πds3g(βs-βw)
式中，Fg为有效重力；ds为颗粒的直径；g为重力加速度；βs为颗粒密度；βw为液相的密度。
其中，垂直于颗粒运动方向的有效重力的分力可表达为：
Fg ‘=1/6πds3g(βs-βw)cosθ
平行于颗粒运动方向的有效重力的分力可表达为：
Fg ‘‘=1/6πds3g(βs-βw)sinθ
式中θ表示管道的倾角。
1.2管道中颗粒运动状态变化临界速度计算公式
颗粒受力状态决定粗颗粒在复杂空间形态超高分子量聚乙烯管道中的运动形式。对于粗颗粒而言，使颗粒完全处于悬浮状态需要较高流速，其阻力损失必然急剧上升，属于高耗能的输送方式；滚动推移介于静止和运动之间，输送量少，效率低，以上两种运动形态没有实际意义。
因此，对于空间复杂形态的输送管道而言，综合考虑各管道形态，研究粗颗粒由滑动推移可能是比较可行的输送状态，研究粗颗粒由滑动推移可能是比较可行的输送状态，探讨出现滑动推移状态时的临界条件具有重要的工程意义。