不同输送荷载管道车在平直管道运行时的车后水力特性研究

发布时间：2017-05-18 15:01

  本文关键词：不同输送荷载管道车在平直管道运行时的车后水力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文采用激光流速仪（LDV）对不同输送荷载条件下管道车在平直管道内运行的水力输送特进行了试验研究，通过将理论分析与试验研究得到不同输送荷载条件下管道车在平直管段内运行时车后管流的水力特性规律，可为今后管道车水力输送的进一步理论完善和投产设计提供一定依据。本文基于国家自然科学基金资助项目《管道列车水力输送能耗》（项目编号：51179116），通过大量的试验数据得出系列规律。结果表明： 1.不同输送荷载的管道车在平直测试管段内运行时，车后轴向管流的流速等值线分布呈类同心环状结构；管道车车后的管流轴向速度数值从测试断面中心向外环减小，中心较高速度环的位置略有偏移；管道车车后管流的径向速度相较于轴向速度小一个数量级，径向速度方向总体指向测试断面中心，径向速度的等值线分布呈不规则的样条状，分布较为紊乱，随着管道车输送荷载的增加，车后管流的径向速度分布并未随之有明显改变；周向流速方向总体沿顺时针方向，中心区域的周向速度值大于外环的速度值； 2.位于靠近测试断面边壁的测点（45,120°），其轴向速度明显小于其他三个测点的轴向速度；随着输送荷载的增加，管道车车后管流的轴向速度并未随之出现明显波动，特殊测点的波动趋势基本一致；随着输送荷载的增加，车后管流的径向速度受影响明显，出现明显波动，但并无定性规律；中心测点（0,0°）的径向速度随着输送荷载的变化呈平稳态势； 3.从整体变化趋势来看，极轴上各测点的三维速度均为轴向速度大于周向速度，周向速度大于径向速度；随着极半径的改变，径向速度和周向速度值并未随测点位置的改变出现明显变化；随着输送荷载的增加，靠测试断面边壁位置处测点的轴向速度仍小于中心区域处测点的轴向速度，这同无管道车在管流内时一致；随着输送荷载的增加，中心测点（0,0°）及其附近的测点的轴向速度略有下降； 4.由于管道车的介入，水流推动其断面使其运动，产生能量交换，车后水流的轴向脉动速度变化幅度也发生了改变，其中影响最大的是以测试断面中心区域；两种车型在同一输送荷载和雷诺数工况下，车后管流的轴向脉动流速波动强度存在差异性； 5.随着输送荷载的增加，中心测点（0,0°）处的轴向脉动强度随之明显增大；径向、周向脉动强度随着输送荷载的增加，没有明显的相随性规律，，基本保持稳定态势；管道车车后管流的径向、周向脉动强度随位置的变化表现得最为稳定，轴向脉动强度随着输送荷载的变化在同一位置处出现了明显变化； 6.管道车介入管流后改变了管道水流的脉动强度，但仅轴流随着输送荷载的增加变化非常明显，因此，管道车给管流所带来的能量的消耗和散失可能主要是由轴向流速的脉动所引起的； 7.每组试验的中心区域轴向流速在试验管段内都存在一个明显的速度滞缓区，速度滞缓区的平均速度也随荷载的增加而降低。 本文的研究成果可为进一步研究管道车在平直管段内运行时水流构造机理提供一定的客观依据。
【关键词】：管道车 LDV 三维速度 脉动流速
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV134
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 符号说明10-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题的研究背景与意义11-14
• 1.2 管道运输的相关理论及研究进展14-17
• 1.2.1 浆体管道水力输送14-15
• 1.2.2 型料管道水力输送15-16
• 1.2.3 筒装料管道水力输送16-17
• 1.3 圆柱绕流的研究进展17-18
• 1.4 本文的研究内容及方法18-19
• 第二章 管道试验系统及试验方案19-27
• 2.1 管道试验系统设计及试验装置19-21
• 2.1.1 管道车运载容器的设计19
• 2.1.2 管道试验系统布置19-20
• 2.1.3 试验装置20-21
• 2.2 试验方案21-23
• 2.2.1 测试断面的测点布置21-22
• 2.2.2 试验方案设计22-23
• 2.3 数据处理23-27
• 2.3.1 数据采集23-24
• 2.3.2 时均速度的理论24-25
• 2.3.3 各测点的三维速度计算25-26
• 2.3.4 脉动流速的均方根值26-27
• 第三章 不同输送荷载管道车在平直管道运行时水流流速特性27-41
• 3.1 不同输送荷载管道车在平直管段运行时车后水流流速特性27-32
• 3.1.1 不同输送荷载管道车在平直管段运行时车后轴向速度分布27-29
• 3.1.2 不同输送荷载管道车在平直管段运行时车后径向速度分布29-30
• 3.1.3 不同输送荷载管道车在平直管段运行时车后周向速度分布30-32
• 3.2 不同输送荷载管道车在平直管段运行时特殊点的流速变化32-35
• 3.3 不同输送荷载管道车在平直管段运行时极轴上的流速特性35-41
• 第四章 不同输送荷载管道车在平直管道中运行时的脉动特性41-53
• 4.1 不同输送荷载管道车在平直管道中运行时车后的三维脉动特性41-46
• 4.1.1 不同输送荷载管道车在平直管道中运行时车后的轴向脉动特性41-43
• 4.1.2 不同输送荷载管道车在平直管道中运行时车后的径向脉动特性43-44
• 4.1.3 不同输送荷载管道车在平直管道中运行时车后的周向脉动特性44-46
• 4.2 不同输送荷载管道车在平直管段运行时特殊点的三维脉动强度46-48
• 4.3 不同输送荷载管道车在平直管段运行时极轴上的脉动强度48-53
• 第五章 不同输送荷载管道车在平直管段内的影响性分析53-59
• 第六章 激光流速仪（LDV）信号脱落现象的讨论59-65
• 第七章 结论及建议65-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-75
• 攻读硕士期间的工作75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：376341