含PAM管道螺旋流流动特性实验研究

发布时间：2024-01-18 16:50

　　管道浆体输运作为第五大运输方式,在疏浚清淤、矿藏水力输送、天然气开采等领域被广泛采用,但实际工程应用中长距离管道输沙存在阻力大、泥沙易阻塞导致爆管等问题。建立循环式管道试验系统,使用直球头5孔测针和1套水压力测压系统,测量管道螺旋流的管壁静水压强、测针管内动水压强以分析加入聚丙烯酰胺(PAM)对管道螺旋流流动特性的影响。首先验证流速测量系统、压力测量系统的可靠性。使用实测流速分析加入PAM(100 ppm)前后管道螺旋流轴向流速、周向速度分布分别沿径向分布、随流量变化、沿程分布等规律。使用实测边壁静压值,分析管道内的压降特性进行并构建减阻率参数。采用有效起旋距离(流速指标)参数定量理论上分析加入PAM前后管道螺旋流的输固能力。采用间接测量方法(Preston法)使用5孔直球头测针测量一维管流壁面切应力,并以此为基础后续提出有效起旋距离(力学指标)的概念,从理论上分析加入PAM前后管道螺旋流的输固能力。结果表明:5孔测针实测壁面切应力数值较Preston律定值偏大3-5%,5孔测针可用于测量一维清水管道直流的壁面切应力。加入PAM之后,管道螺旋流的速度分布较清水有所不同,轴向速度分布出现...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 管道螺旋流
        1.2.2 高分子聚合物在管道螺旋流中的应用
        1.2.3 壁面切应力测量(Preston法)
    1.3 研究思路及研究内容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究内容
第二章 实验装置及验证实验
    2.1 实验装置
    2.2 测量仪器
        2.2.1 起旋装置
        2.2.2 直球头测针
        2.2.3 高精度水压力传感器
        2.2.4 电磁流量计与变频控制器
    2.3 高分子聚合物水溶液
        2.3.1 减阻剂概述
        2.3.2 聚丙烯酰胺水溶液参数
    2.4 相关公式
    2.5 验证试验
        2.5.1 预备实验
        2.5.2 流速测量系统验证
        2.5.3 压力测量系统验证
第三章 清水管道螺旋流流动特性
    3.1 轴向速度分布
    3.2 周向速度分布
    3.3 压降特性
第四章 含PAM管道螺旋流流动特性
    4.1 轴向流速分布
    4.2 周向流速分布
    4.3 压降特性
    4.4 输固能力—有效起旋距离(流速指标)
        4.4.1 最大周向速度规律分析
        4.4.2 有效起旋距离(流速指标)计算过程及规律分析
第五章 壁面切应力测量及在管道螺旋流中的应用
    5.1 间接测量法(Preston法)
    5.2 一维清水管流壁面切应力测量
    5.3 输固能力—有效起旋距离(力学指标)
        5.3.1 理论分析泥沙颗粒在管道螺旋流中的运动状态分析
        5.3.2 理论分析泥沙颗粒在管道螺旋流的受力分析
        5.3.3 壁面切应力周向分量规律分析
        5.3.4 有效起旋距离(力学指标)计算过程及规律分析
    5.4 有效起旋距离流速指标与力学指标的对比分析
        5.4.1 计算基础和合理性分析
        5.4.2 数据差异分析
第六章 结论与展望
    6.1 结论与创新点
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士期间发表论文目录
附录B 攻读硕士期间参与的科项目



本文编号：3879654