气力输送是散体物料清洁高效输送的重要途径，然而弯管磨损制约着煤炭气力输送工业化应用，其中弯管形状结构是影响磨损的重要因素之一，基于此提出一种具有弧形堵头结构的新型弯管，首先在DN50的管道系统中进行7～11 mm煤炭颗粒气力输送试验，气流速度为20 m/s，供气压力保持0.4 MPa，弧形堵头圆弧角分别为10°、20°、30°和40°，无量纲高度分别为0.4、0.6、0.8、1.0，利用共焦三维形貌仪测量管壁磨损分布及最大磨损深度；其次通过欧拉–拉格朗日双边耦合的计算流体力学与离散元（Computational fluid dynamics–discrete element method，CFD–DEM）方法建立数值模型，通过对最大磨损深度的仿真模拟与试验测量校验数值模型的科学性；最后从磨损分布、磨损峰值、碰撞能量损失等方面研究了弧形堵头对弯管磨损的弱化特性，推演了弧形堵头弱化磨损的最优结构参数判据。结果表明：圆弧角是弧形堵头弱化弯管磨损的主要影响因素，当圆弧角不足20°时堵头无法包含全部磨损中心辐射区域，而当圆弧角超过40°时堵头底面难以被颗粒完全覆盖，上述两种条件下弧形堵头对弯管磨损的弱化作用均受限；盲通弯管磨损峰值及其增长率均低于普通弯管，当圆弧角为30°且无量纲高度为0.8时，磨损中心被分散至侧壁上的多个位置而避免了集中冲击，磨损峰值仅为普通弯管的25.1%；任意圆弧角的碰撞能量损失关于无量纲高度的变化曲线均包含一个提升段与两个平缓段，两个临界点依次代表颗粒开始覆盖堵头底面以及形成稳定堆积的高度。研究成果有利于解决长期存在的弯管磨损顽疾，为煤炭气力输送工业化应用提供理论依据，同时可推广至其他矿物颗粒输送领域。

1 弧形堵头盲通弯管及其输送原理
1.1 弧形堵头盲通弯管
1.2 两相流控制方程
1.2.1 气相控制方程
1.2.2 固相控制方程
2 CFD–DEM耦合仿真
2.1 离散元模型重构
2.2 参数设置
3 弯管磨损试验
3.1 试验装置及材料
3.2 磨损深度对比
4 弧形堵头磨损弱化特性
4.1 磨损分布
4.2 磨损峰值
4.3 碰撞能量损失
5 结论