基于高速摄像技术的管道车运动特性试验研究

发布时间：2017-04-28 01:07

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【摘要】：管道车的运动特性是筒装料管道水力输送技术研究的重要内容。基于国家自然科学基金项目(51109155和51179116)和山西省自然科学基金项目(2015011067)项目,论文首次采用高速摄像机,测定了筒装料管道水力输送下的管道车运动情况。研究重点分析了多因素影响下,管道车加速阶段及平稳运行阶段运动状态的变化。研究成果分述如下：首先,利用高速摄像机对管道车加速运动阶段进行拍摄,研究了管道车起动之后加速到平稳运行阶段的过程中运动速度的变化,管道车从测试管段起始点进行加速运动,在达到某一速度之后,速度不再发生较大变化,进入稳定运行阶段。在整个加速过程中,加速度并不恒定,其随着管道车速度增大而减小。其次,对管道车加速运动阶段以及平稳运行阶段的受力状况进行了分析,建立了管道车稳定运行时的数学模型,并将数学模型与试验数据结合进行分析。然后,对流量条件为Q=30,40,50,60m3/h；车长为L=100,150mm；车径为D=60,70,80mm,输送载荷M=Okg,0.3kg的管道车以进行试验分析,得出流量、车长、车径、输送载荷这些试验参数对管道车速度、稳定运行阶段平均速度、加速段长度的影响：(1)相同输送载荷的情况下,管道车速度随流量的增大而增大,加速度随流量增大而增大,随管道车稳定阶段平均速度随管道内流量的变化基本呈正比例关系。(2)在相同流量和输送载荷的情况下,管道车速度随车径的增大而增大,随车长的增大而减小。管道车加速过程中加速度也随车径的增大而增大,随车长的增大而减小。同时,管道车直径变化对管道车速度的影响幅度高于管道车车长对管道车速度的影响。(3)相同车型与流量工况下,管道车速度随输送载荷的增加而减小,管道车稳定运行阶段平均速度也随输送载荷的增加而减小。(4)在管道车流量与输送载荷都一定时,径长比为0.53的管道车在稳定运行阶段速度最快,径长比为0.6的管道车稳定运行阶段速度最低。径长比为0.467的管道车加速距离最长,径长比为0.6的管道车加速距离最短。(5)在管道车车型及输送载荷一定时,管道车加速距离随管道内水流流量而增大。该研究成果充实了筒装料管道水力输送技术中管道车加速阶段速度与加速度变化的研究,为水力输送技术的进一步推广提供一定价值。
【关键词】：管道车 高速摄像机 速度 加速距离
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV134
【目录】：

• 摘要逡逑3-5
• ABSTRACT5-10
• 符号说明10-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景11
• 1.2 管道物料输送研究进展及应用11-17
• 1.2.1 气力管道输送11-12
• 1.2.2 浆体管道输送12-13
• 1.2.3 型料管道输送13-15
• 1.2.4 囊体料管道输送15-16
• 1.2.5 筒装料管道运输16-17
• 1.3 高速摄像技术17-18
• 1.4 课题的研究内容18-19
• 第二章 筒装料管道水力输送试验设计19-25
• 2.1 管道车介绍19-20
• 2.1.1 管道车运行影响参数19-20
• 2.2 试验系统20-22
• 2.2.1 动力及调节装置21
• 2.2.2 投放与接收装置21-22
• 2.2.3 试验管道22
• 2.3 试验测试方案22-25
• 2.3.1 正交试验22-23
• 2.3.2 试验车型及工况选取23-25
• 第三章 高速摄像技术与图片处理25-35
• 3.1 高速摄像机25-26
• 3.2 高速摄像机软件介绍26-32
• 3.3 试验拍摄图像处理32-35
• 第四章 管道车速度与加速度变化趋势研究35-53
• 4.1 管道水力输送中管道车的运行过程35
• 4.2 管道车运行过程中的受力分析35-36
• 4.3 管道车稳定运行时的数学模型36-39
• 4.4 各工况下管道车的速度变化39-43
• 4.5 管道车的加速距离43-48
• 4.6 不同流量下的管道车稳定运行阶段的平均速度48-50
• 4.7 径长比对管道车运动状态的影响50-52
• 4.7.1 不同径长比的管道车稳定运行阶段平均速度对比50-51
• 4.7.2 不同径长比的管道车加速段长度对比51-52
• 4.8 本章小结52-53
• 第五章 结论建议53-55
• 5.1 结论53-54
• 5.2 建议54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-61
• 主要研究经历61

【参考文献】

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本文编号：331821