不同车间距条件下相同管道双车车间断面螺旋流流速特性研究

发布时间：2020-07-28 13:21

【摘要】：随着我国经济的快速发展,人民生活水平的显著提高,人们的出行以及货物运输越来越频繁,传统的运输方式(公路、铁路、航空和水路)承担的运输压力越来越大,且每到人流或物流运输高峰的时候,传统运输方式很难满足人们和经济发展的需求。因此,我们需要找到更多的且经济环保的运输方式以满足人们日益增长的需求。而筒装料管道水力输送正是基于此种情况提出来的,是一种节能环保的新的运输方式。本文在国家自然科学基金项目“管道列车水力输送能耗研究(51179116)”、“管道缝隙螺旋流水力特性研究(51109155)”和山西省青年科技研究基金“平直有限管域内柱状体绕流场特性研究(201701D221137)”的资助下,采用理论分析与模型试验相结合的方法,对不同车间距条件下相同管道双车车间断面的螺旋流流速特性进行了研究,得到如下结论:(1)在流量和车型相同的情况下,同一车间距下测试断面上轴向流速分布的均匀性与测试断面和管道后车的距离成正比,但在管道内壁表面附近轴向流速波动较大。此外,从1#断面到5#断面,轴向流速沿程呈递减的趋势;随着车间距的增加,同一断面的轴向流速波动越来越小,当车间距小于50cm时,随着测环半径的增大,也就是从管道轴心到管壁,轴向流速均先增大后减小,当车间距为90cm时,从管道轴心到管壁,轴向流速基本处于下降的趋势,呈同心环状分布。(2)同一测试断面上的径向流速随着车间距的增加而减小;同一车间距下,同一测试断面的径向流速在背离管道圆心的方向上较大,在指向管道圆心的方向较小,1#测试断面的径向流速最大,5#测试断面的径向流速最小,测试断面的径向流速与距离管道后车的距离成反比;在极轴方向径向流速随着测环半径的增加呈现出先增大后减小的变化趋势;径向流速在测环方向呈波浪状分布。(3)同一测试断面上的周向流速随着车间距的增加而减小;在同一车间距情况下,距离管道后车较近的测试断面周向速度较大,且周向流速分布较为紊乱;测试断面周向速度的最大值位于圆心与管壁之间,大约二分之一管道半径位置,周向流速的最小值位于管壁位置附近。(4)流量为30m~3/h时,管道双车最佳车间距为90cm。(5)同一流量下,车间断面的平均轴向速度和轴向流速梯度沿程下降的趋势,即1#断面的轴向平均速度和轴向流速梯度最大,5#断面的轴向平均速度和轴向流速梯度最小;同一测试断面的轴向平均流速与流量的大小成正比,且流量越大,轴向流速沿着极轴和测环方向分布越均匀。(6)不同车型的管道车均是1#测试断面上的轴向流速梯度较大,之后测试断面上的轴向流速梯度趋于平缓;管道车直径对车间断面轴向流速的影响大于车长对于车间断面轴向流速的影响,当管道车直径较小时,车间断面的轴向流速分布较均匀。本文研究不仅丰富和完善了筒装料管道水力输送技术理论,而且加快了筒装料管道水力输送的应用进程。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV134

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本文编号：2772936