沿程汇流多孔流体分布管水力特性试验研究

发布时间：2021-01-10 01:40

　　目的:多孔流体分布管是一种用来汇集和分配流体的装置,被广泛应用在各行各业。沿程汇流多孔流体分布管水力特性与管长、管径、开孔间距、开孔直径以及作用水头等因素有关。因为汇流管道存在一作用水头,所以多孔出流的结果不能简单的添加负号用于汇流中。如何分析各种因素对多孔流体分布管水力特性的影响,运用理论知识对室内试验现象进行解释说明并给出定量表达式,为工程设计、运行以及监管提供依据,同时促进变质量流动理论的发展是必要的。方法:本论文通过室内试验的方法,监测了不同结构尺寸的多孔流体分布管在不同作用水头条件下的压力数据、流速数据、流量数据等,分析了不同因素对多孔流体分布管汇流量及压力分布的影响;利用数值模拟技术监测了管内流速分布情况,分析了流速分布规律;通过流体力学基本原理,动量方程、能量方程等数理知识建立了沿程汇流多孔流体分布管汇流量及压力分布的数学模型。结果:（1）在开孔数目一定的情况下,开孔排数对多孔流体分布管汇流量几乎不产生影响,多孔流体分布管汇流量随着管长的增加而增加,随着作用水头的增加线性增加,饱和流情况下,汇流量随着管径的增大而增大,随着开孔间距的增大而减小,当管长小于4 m时,汇流量随... 

【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 汇流问题的研究
        1.3.2 基于能量方程的多孔管流研究现状
        1.3.3 基于动量方程的多孔管流研究现状
        1.3.4 基于摩擦阻力系数的研究现状
        1.3.5 含有反滤层多孔流体分布管的研究现状
    1.4 主要结论及存在问题
    1.5 研究内容及技术路线
第二章 试验方案及数值模拟
    2.1 室内模型试验
        2.1.1 试验装置
        2.1.2 试验方案设计
        2.1.3 试验方法
    2.2 模型数值模拟方法
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 模型建立及网格划分
        2.2.3 离散方程及求解
    2.3 含有反滤层多孔流体分布管模型试验
        2.3.1 试验装置
        2.3.2 反滤层砂石料测定
    2.4 本章小结
第三章 多孔流体分布管汇流能力研究
    3.1 多孔流体分布管的汇流量基本公式
        3.1.1 多孔流体分布管汇流量基本公式的建立
        3.1.2 多孔流体分布管基本汇流公式验证
    3.2 多孔流体分布管的汇流特性影响因素分析
        3.1.1 多孔流体分布管管长对汇流量的影响分析
        3.1.2 作用水头对孔流体分布管汇流量的影响分析
        3.1.3 多孔流体分布管的管径对汇流量的影响分析
        3.1.4 多孔流体分布管开孔间距对汇流量的影响分析
        3.1.5 多孔流体分布管开孔排数对汇流量的影响分析
        3.1.6 多孔流体分布管汇流量的影响分析总结
    3.3 多孔流体分布管汇流量计算公式
        3.3.1 量纲分析
        3.3.2 函数表达式的求解
        3.3.3 公式验证
        3.3.4 多孔流体分布管汇流量影响因素分析
    3.4 本章小结
第四章 多孔流体分布管压力分布研究
    4.1 理论模型
        4.1.1 变质量流数学模型
        4.1.2 摩阻系数?
        4.1.3 动量交换系数k
    4.2 影响因素试验结果分析
        4.2.1 多孔流体分布管压力分布沿程变化情况
        4.2.2 作用水头H、管径D对多孔流体分布管压力分布的影响
        4.2.3 开孔间距s对多孔流体分布管压力分布的影响
        4.2.4 开孔直径d对多孔流体分布管压力分布的影响
    4.3 模型试验结果与分析
        4.3.1 多孔流体分布管流速分布
        4.3.2 动量交换系数
        4.3.3 压力分布模型的验证
    4.4 本章小结
第五章 反滤层下多孔流体分布管的汇流能力研究
    5.1 原址砂石料厚度对多孔流体分布管汇流量的影响
    5.2 反滤层渗透系数对多孔流体分布管汇流量的影响
    5.3 反滤层渗透系数和作用水头高度对汇流量的影响比较
    5.4 含有反滤层多孔流体分布管汇流量计算公式
        5.4.1 计算公式的建立
        5.4.2 影响因素数学表达式的回归
        5.4.3 公式验证
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 本文主要创新点
    6.3 下一步展望
参考文献
作者简介
致谢
导师评阅表


【参考文献】：
期刊论文
[1]天然与人工滤层对渗管出水的影响[J]. 黄海涛,刘焕芳,金瑾,刘双喜,刘耀.  排灌机械工程学报. 2020(02)
[2]生态文明建设与人类命运共同体构建[J]. 郇庆治.  中央社会主义学院学报. 2019(04)
[3]不同因素对沿程汇流多孔流体分布管压力分布的影响[J]. 黄海涛,刘焕芳,金瑾,刘耀.  水利水电技术. 2019(04)
[4]中国城市化速度预测分析[J]. 李善同,吴三忙,高春亮.  发展研究. 2017(11)
[5]平原河流水沙动力学若干研究进展与工程治理实践[J]. 唐洪武,肖洋,袁赛瑜,赵汗青.  河海大学学报(自然科学版). 2015(05)
[6]2001-2012年新疆融雪型洪水时空分布特征[J]. 阿不力米提江·阿布力克木,陈春艳,玉素甫·阿不都拉,巴哈古丽·瓦哈甫.  冰川冻土. 2015(01)
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[8]沿程出流多孔流体分布管压力分布特性[J]. 杜涛,刘焕芳,金瑾,李强,王凌.  化学工程. 2014(09)
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博士论文
[1]当前中国社会转型条件下的生态文明研究[D]. 包双叶.华东师范大学 2012
[2]流域城市土地利用变化对洪水风险的影响研究[D]. 任明磊.大连理工大学 2009
[3]微压多孔软管水力性能研究[D]. 刘焕芳.西北农林科技大学 2008
[4]给水输配水管网系统优化设计研究[D]. 白丹.西安理工大学 2003

硕士论文
[1]虹吸式雨水排水系统单斗排水性能研究[D]. 万瑞琦.西南交通大学 2017
[2]沿程出流多孔流体分布管开孔率对出流均匀度的影响研究[D]. 王凌.石河子大学 2016
[3]南方地区农田暗管排水工程建设模式与标准[D]. 方锐.扬州大学 2013



本文编号：2967809