不同径长比管道车在平直管段运移时的环隙流速特性研究

发布时间：2017-09-18 18:28

  本文关键词：不同径长比管道车在平直管段运移时的环隙流速特性研究

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【摘要】：在商品经济社会,交通运输是人类赖以生存和发展的基本需要和先决条件。国民经济的增长离不开交通运输业的支撑,而传统的交通运输方式大多会对资源环境带来一定的危害,新型的满足可持续发展的交通运输方式亟待出现。筒装料管道水力输送作为一种新型的绿色资源运输方式,其具有占地面积小、环境污染少、运输成本低、能耗小、安全性能好等优点,具有广阔的发展前景和较高的推广应用价值。本文结合国家自然科学基金项目“管道缝隙螺旋流水力特性研究(51109155)”和“管道列车水力输送能耗研究(51179116)”,山西省自然科学基金项目(2015011067),采用多普勒激光测速仪和自制配套计时系统,对不同径长比管道车在平直管段运移时的环隙流流速特性进行了研究。结果表明:1.管道中环隙流流速是三维分布的,不同径长比管道车运移时会改变原流场的三维速度分布情况;相对于车前、车后断面,车中断面环隙流流速分布规律较稳定;径向速度和周向速度流速值较小,相对于轴向速度小两个数量级。2.管道内无车时,测试断面轴向流速呈现由管壁向管中增加的趋势;当管道内有车时,测试断面环隙流轴向流速分布规律会产生较大变化,且由于径长比的变化其分布规律也会不同,管道车车长L=150mm时,由管壁到管道车车壁径长比K=0.33管道车环隙流轴向流速呈现先增加后减小的趋势;径长比K=0.4、0.47、0.5、0.53的管道车环隙流轴向流速呈现先增加后减小又增加的趋势。3.同一流量下,对于同一径长比的管道车而言,输送荷载、比例模型和动静边界的变化会对环隙流三维流速带来一定的影响,而且各断面轴向流速、径向流速、周向流速分布规律尽不相同,环隙流轴向流速变化较明显,径向流速和周向流速变化较弱。4.当试验工况Q=40m3/h时,得出了管道车平均车速、环隙流平均流速、管道水流平均速度三者之间的关系,探讨了径长比、输送荷载的变化对管道车平均车速、环隙流平均流速的影响。5.通过标准回归系数法和SPSS软件分别对环隙流平均流速的影响因素进行了敏感性分析,得到了本次试验各影响因素的影响程度,依次为管道车车径D、管道车车长L、管道车输送荷载M。本文将缝隙流领域研究与筒装料管道水力输送技术相结合,有助于补充和完善动边界环状缝隙流理论,同时为管道车结构优化提供参考依据。
【关键词】：管道车 径长比 环隙流 水力输送
【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3-5
• ABSTRACT5-10
• 符号说明10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 课题研究背景12-13
• 1.2 国内外研究进展13-19
• 1.2.1 管道固液两相流研究进展13-15
• 1.2.2 筒装料管道水力输送15-17
• 1.2.3 缝隙流研究进展17-19
• 1.3 本文研究内容及方法19-20
• 第二章 试验系统设计20-28
• 2.1 管道车介绍20-21
• 2.2 试验系统布置图21-22
• 2.3 试验测试装置及原理22-24
• 2.4 测点布置与测试断面24-25
• 2.5 试验方案25-26
• 2.6 多普勒激光流速仪数据采集及处理方法26-28
• 第三章 不同径长比管道车在平直管段运移时形成的环隙流流速特性研究28-62
• 3.1 不同径长比管道车在运移时形成的环隙流速度分布28-41
• 3.1.1 不同径长比管道车在运移时形成的环隙流轴向速度分布28-32
• 3.1.2 不同径长比管道车在运移时形成的环隙流径向速度分布32-35
• 3.1.3 不同径长比管道车在运移时形成的环隙流周向速度分布35-38
• 3.1.4 不同径长比管道车在运移时形成的环隙流断面流速矢量图38-41
• 3.2 不同径长比管道车在测试断面极轴上的水力特性41-43
• 3.3 不同径长比管道车在测试断面测环上的水力特性43-45
• 3.4 管道车在不同输送荷载条件下测试断面的流速特性研究45-51
• 3.5 相同径长比管道车，不同比例模型情况下的水力特性51-54
• 3.5.1 同一径长比，，不同管道车比例模型对管道车运行速度的影响51
• 3.5.2 同一径长比，不同管道车比例模型对管道环隙流流速的影响51-54
• 3.6 动边界与静边界下管道车与管道之间所形成的环隙流特性研究54-57
• 3.7 不同径长比管道车对车速、环隙流平均流速的影响57-62
• 3.7.1 流场区域的划分57-59
• 3.7.2 管道水流平均流速、管道车平均车速、环隙流平均流速关系59-62
• 第四章 环隙流平均流速敏感性分析62-68
• 4.1 标准回归系数法62-65
• 4.2 基于SPSS软件的多元线性回归预测65-68
• 第五章 结论与建议68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 建议69-70
• 参考文献70-78
• 附录78-84
• 致谢84-86
• 攻读硕士期间的主要研究工作86
• 1．攻读硕士期间参加的科研及工程项目86
• 2. 攻读硕士期间发表的论文86

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本文编号：877162