海底输水管道中驼峰气阻临界特性研究
本文关键词:海底输水管道中驼峰气阻临界特性研究 出处:《浙江大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:在跨流域调水工程中,跨海调水随着海洋经济的蓬勃发展日益受到重视。海底输水管道对于供水困扰的解决起着举足轻重的作用,海底输水管道的设计与运行安全越发重要。由于不能像陆地上一样采用排气阀等措施排除空气,驼峰气阻是海底输水管道建设中必然会面对的问题,对驼峰气阻展开研究有很大的必要性。 为了研究驼峰气阻和气泡运动之间的关系,总结了单气泡的形状、运动方程、聚并及消散的基本原理,通过试验确认产生稳定阻力的驼峰气阻,其形状为椭球形。为了研究驼峰气阻的临界水力特性,采用理论研究和试验研究相结合的方法,对驼峰气阻的平衡特性进行研究,得出并验证了驼峰气阻的平衡特性模型,研究结果表明,驼峰气阻受水流拖曳力,浮力和管道接触压力而保持平衡,驼峰气阻平衡倾角和流速为抛物线关系,气阻赤道半径越大越能保持平衡。同样地,用试验模型验证了阻力特性理论模型,结果表明,驼峰气阻极半径面积越大,对系统造成的阻力越大。 本文理论解析了消散原理,并建立试验模型获得了气阻消散的临界数据和趋势。结果表明,消散临界倾角随气阻体积变大而减小,不同体积的气阻具有相似的消散临界流速。最后,还建立了气阻和水锤相互作用的模型,采用特征线法数值模拟了冲击气阻水锤。
[Abstract]:In the inter basin water diversion project, water diversion across the sea with the rapid development of marine economy has attracted more and more attention. The seabed pipeline plays an important role in solving the water supply problem, submarine pipeline design and operation safety is more and more important. Because it is not the same as on land, the exhaust valve and other measures to eliminate air hump air resistance is facing the inevitable problems in the construction of submarine pipeline, the hump air resistance of great necessity.
In order to study the relationship between hump air resistance and bubble movement, summarizes the single bubble shape, motion equation, the basic principle of coalescence and dissipation, hump air resistance to generate stable resistance by confirmed, in the shape of an ellipsoid. In order to critical hydraulic characteristics of hump air resistance, using the methods of theoretical research and Experiment Study on the combination of the research on hump equilibrium characteristics of air resistance, draw and verify the equilibrium characteristics of hump air resistance model, the results show that the gas flow resistance by hump drag, buoyancy and pipe contact pressure balance, gas drag angle and velocity hump balance for parabolic relationship between equatorial radius of more gas resistance it can keep the balance. Similarly, experimental model to verify the resistance characteristics of the theoretical model, the results show that the air drag hump polar radius is bigger, the greater the system caused by the resistance.
In this paper, the analytical theory and model testing dissipation principle, obtained the critical data and trend of air resistance dissipation. The results show that the dissipation of critical inclination with gas resistance becomes larger in volume and decrease of air resistance of different volume with critical velocity dissipation similar. Finally, also established the air resistance and water hammer interaction model, the the characteristic line method for numerical simulation of the impact of air resistance water hammer.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE973
【参考文献】
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,本文编号:1387498
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