Study on hydrodynamic diffusion law of the swelling particle slurry in karst pipeline

泥浆 肿胀 的 粘度 材料科学 扩散 粒子(生态学) 流变学 机械 离散元法 岩土工程 复合材料 热力学 地质学 海洋学 物理
作者
Bingchuan Cheng,Haibo Li,Guangming Pan,Runhuai Deng,Yu’an Gong,Shujun Xu,Kun Zhou,Zheng Zhuo
出处
期刊:Particuology [Elsevier BV]
卷期号:87: 218-231 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.partic.2023.08.010
摘要

The swelling particle grouting material has demonstrated remarkable plugging effectiveness in high-pressure and large-flow burst water within karst pipelines. Currently, current research on the rheological model, flow computation theory, and plugging mechanism of this material is lacking. The conventional grouting slurry diffusion process, using the liquid-liquid two-phase flow method, fails to accurately simulate high solubility slurry and particle swelling. To address these limitations, this study established a precise constitutive model to describe the swelling particle slurry diffusion process in dynamic water. Additionally, a coupling calculation method was proposed to analyze the spatiotemporal heterogeneity of viscosity during slurry diffusion by considering the migration of slurry and the changes in viscosity. To investigate the interaction between particle swelling and flow field changes, a Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method (CFD-DEM) coupling model was developed for the diffusion of swelling particle slurry. It is demonstrated that slurry viscosity increases exponentially within the diffusion front as the particle swelling rate rises, and the drag force exhibits an intriguing behavior of initially increasing and then decreasing as the slurry flows through the pipeline. Furthermore, the CFD-DEM coupling model proved to be more accurate in describing viscosity distribution and diffusion distance compared to the finite element solution. The primary objective of this paper is to reveal the plugging mechanism and provide theoretical support for the engineering application of the swelling particle grouting material.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Sherry完成签到,获得积分10
刚刚
h7nho完成签到,获得积分10
刚刚
也许飞鸟能到那个木屋完成签到,获得积分10
刚刚
LIU发布了新的文献求助10
刚刚
加鲁鲁lu完成签到,获得积分10
刚刚
UGO发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
东方元语应助乌拉采纳,获得10
2秒前
Nico多多看paper完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
嘻嘻哈哈应助Dawn采纳,获得10
3秒前
贝木木完成签到,获得积分10
3秒前
finn发布了新的文献求助10
3秒前
一关接一关完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
lyn完成签到,获得积分10
3秒前
慕青应助南北采纳,获得10
4秒前
KYT80153841发布了新的文献求助10
4秒前
withone完成签到,获得积分10
4秒前
Lux完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小木虫完成签到,获得积分10
5秒前
阿盛完成签到,获得积分10
6秒前
王道远完成签到,获得积分10
6秒前
李里哩发布了新的文献求助10
6秒前
生动丸子完成签到 ,获得积分10
7秒前
结实新波完成签到,获得积分10
7秒前
yangquanquan完成签到,获得积分10
7秒前
吴所谓完成签到,获得积分10
7秒前
此生不换完成签到,获得积分10
7秒前
汉堡包应助畅快的yu采纳,获得10
8秒前
匡林威完成签到 ,获得积分10
8秒前
lyn发布了新的文献求助10
8秒前
拾光完成签到,获得积分10
8秒前
zzmp发布了新的文献求助10
8秒前
之后再说咯完成签到,获得积分10
8秒前
cc发布了新的文献求助10
8秒前
czzlancer完成签到,获得积分0
8秒前
瞿采枫完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6534917
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8328180
关于积分的说明 17841791
捐赠科研通 5636553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2934614
邀请新用户注册赠送积分活动 1910857
关于科研通互助平台的介绍 1769279