中文摘要：

粗颗粒垂直管水力提升规律研究是海洋采矿、水力采煤、河道水库挖泥船清淤等生产实际提出的课题，主要研究粗颗粒在管道特别是垂直管道中颗粒在水流作用下运动规律，水流对颗粒作用力、颗粒对颗粒碰撞、输送流速对颗粒运动滞后及分选（小颗粒运动快）的影响，通过试验研究确定最佳的提升流速、提升浓度，进而研究提升阻力的影响因素，推求提升阻力的计算公式。另外垂直管水力提升在发生故障时，产生严重水击，因此还需研究粗颗粒垂直管水力提升时的水击规律，推导出水击计算公式。该研究既有应用价值，又有重要学术意义。

结论摘要：

粗颗粒垂直管水力提升规律研究是海洋采矿、水力采煤、河道水库挖泥船清淤等生产实际提出的课题，主要研究粗颗粒在管道中特别是垂直管道中水流作用下的运动规律、水流对颗粒的作用力、颗粒间碰撞、输送流速对颗粒运动的滞后及分选等现象。本研究课题以试验和数值计算手段为基础，通过分析、总结、推导，上升为粗颗粒两相流运动的理论。本研究课题解决的主要问题包括建立了一套粗颗粒两相流的垂直管道实验系统；对粗颗粒受力、颗粒速度及跟随性进行试验研究，研究不同比重、不同粒径的粗颗粒在垂直管道中的运动规律与提升速度的关系，计算了粗颗粒垂直管道输送的临界提升流速。通过研究，确定了最佳提升浓度和提升流速，为输送管道设计提供依据。本研究课题还通过试验研究了提升阻力与流速、浓度、管径、颗粒组成等变量间的关系，分析了垂直管粗颗粒提升阻力的组成，并推导了垂直管含粗颗粒两相流的阻力计算公式，为输送泵的设计选型服务。此外，本研究发展了粗颗粒垂直管水力提升的研究手段，应用数值计算手段模拟了粗颗粒在垂直管中的运动情况，以及含粗颗粒垂直管的弥合水击规律，保证了提升管道系统的安全。