深海矿产资源广泛分布于数千米以下的海底,且其存储量之大,极具开发价值。目前深海矿产提升技术中公认较为可靠且最具工业前景的便是水力提升技术,这也将是我国深海采矿技术发展的主要方向。粗颗粒的水力运输涉及到了固液两相流动的问题,较之单相流动复杂得多,不仅需要增加研究的参数而且相间能量的传递也极其复杂。本文将以深海多金属结核水力提升系统为研究背景,对粗颗粒矿石在管道中随流体运动的规律进行研究,并根据固液两相流的机理与特性,深入探讨粗颗粒固液两相流管道各项输送参数的变化规律。这项研究工作不仅为水力提升系统的设计提供理论依据,而且对于促进固液两相流体输送技术的应用和发展具有重要意义。本文根据长沙矿冶研究院的矿浆泵提升实验,对粗颗粒固液两相管流建立了简化物理模型,并通过工程计算语言Fortran77编制了相应计算程序。该程序的计算采用欧拉——拉格朗日数值方法,基于颗粒轨道模型对管道的粗颗粒固液两相流进行数值模拟,可以直观地反映粗颗粒在输送管道中的运动状态和轨迹。通过对静态竖直圆管和弯管以及周期平移振动竖直圆管的粗颗粒固液两相流进行模拟,并以动画方式直观地显示粗颗粒的运动轨迹。本文主要分析研究了静态竖直圆管中不同体积浓度粗颗粒在各种提升流速条件下的运动状态及规律,摆动竖直管中不同振动周期条件下粗颗粒的运动轨迹和速度,以及任意弯管中粗颗粒的运动规律。同时提出了保证颗粒正常运输的最小提升速度,颗粒粒径对提升的影响,以及结合本文提出的提升效率概念选择最佳提升速度。此外,本文还对长沙矿冶研究院的粗颗粒水力提升实验数据进行无量纲分析,总结了不同实验条件下阻力系数与雷诺数之间相关经验公式,可用于粗颗粒固液两相流摩阻的估算。