管道车车体导流条安放数量对管道内螺旋流流速特性的影响研究

发布时间：2020-07-14 18:27

【摘要】：随着国民经济的快速发展,对物流运输高效率的要求已经成为一个急需解决的社会焦点问题。传统的运输方式对能源的需求越来越大,能源的消耗对环境造成的污染也成为了人们普遍关注的问题。筒装料管道水力输送技术循环利用清洁水能源产生输送动力,克服了传统运输方式的一些弊端。本文依据国家自然科学基金项目“管道缝隙螺旋流水力特性研究(51109155)”和“管道列车水力输送能耗研究(51179116)”、山西省自然科学基金项目(201701D221137),将物理试验研究结果与理论分析相结合,对管道车在车身安放不同导流条数量情况下的螺旋流进行研究分析,得出主要结论如下:(1)不同导流条数量情况下,车身环隙区域测试断面轴向速度整体分布特征基本相同,各测试断面的轴向速度平均值基本保持不变,随着导流条数量的增加,车身测试断面的轴向速度呈现缓慢增大的变化趋势。车后各测试断面轴向速度变化规律基本相似,随着导流条数量的增加,车后测试断面的轴向速度呈现先减小后增大的变化趋势,但其轴向速度变化幅度明显大于车身测试断面的轴向速度。(2)随着导流条数量的增加,周向速度呈现先增大后减小的趋势,各测试断面的径向速度与周向速度变化规律基本类似,只有个别极轴上测点的径向速度变化幅度略大。(3)导流条数量相同时,车身环隙区域轴向速度沿程分布梯度逐渐下降,并且存在明显的流速低速区,各测试断面测点的轴向速度变化幅度较为剧烈。车后满管区域测试断面的轴向速度沿程呈现逐渐减小的变化趋势,从轴向速度局部分布特征来看,车身及车后各测试断面同一特征极轴上测点的轴向速度变化幅度较小。(4)导流条数量相同时,车身及车后测试断面的周向速度整体分布等值线图呈现出“密-疏-密”的变化规律,周向速度梯度沿程先减小后增大,整体上来看轴向速度要比周向速度大1个数量级。从周向速度的局部分布特征来看,同一极轴上周向速度的分布较为平稳,变化幅度不大。(5)导流条数量相同时,车身测试断面的轴向速度要比径向速度大2个数量级,2/3的径向速度方向背离圆心,沿程呈现逐渐增大的趋势,车后各测试断面的径向速度沿程呈现逐渐减小的变化趋势。试验各测试断面径向速度的平均值总体上呈现先减小后增大的变化规律。从径向速度的局部分布特征来看,同一极轴上径向速度波动区间的范围逐渐增大。(6)依据本文试验数据分析,管道流量恒定时,当车身安放导流条数量P=4时,车身断面轴向速度和周向速度达到最大值,且车身各测试断面周向速度变化趋势较为平缓,因此导流条数量P=4为最优导流条安放数量。本文的研究成果,丰富和完善了筒装料管道水力输送的理论和技术,为管道车的结构优化及对筒装料管道水力输送技术的应用推广提供参考依据。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV134;U171

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本文编号：2755327