不同荷载条件下筒装料管道水力输送水力特性的试验研究

作     者：童学卫 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙西欢

授予年度：2008年

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：荷载 简装料 水力输送 输送水力特性 

摘      要：筒装料管道水力输送作为一项新型的物料管道输送技术,是一种洁净环保高效的水力输送方式,具有纯料输送、没有脱水工序而占地少和无污染、能耗小、固体和液体物料均可输送、用水少等优点,是一种新兴的极有前途的科学技术,具有广阔的应用前景,因此对筒装料管道水力输送的研究具有重大的理论价值和实际意义。 本论文内容结合国家自然科学基金项目“筒装料管道水力输送的水力特性研究(50579044),以模型试验为主,采用理论分析与模型试验相结合的技术路线,就不同荷载条件下筒装料管道水力输送特性进行了研究。研究的主要内容及成果如下: 1.通过前期试验确定了管道车的试验结构参数,加工制作出了管道车模型,设计并安装筒装料管道水力输送试验系统。 2.通过清水试验测得的各种数据来计算管道沿程阻力系数λ,建立了管道沿程阻力系数λ与雷诺数Re的关系。 3.建立管道车运动过程中管道车荷载与管道车平均速度的关系。荷载与管道车平均速度呈线性关系,管道车的平均速度随着荷载的增大而减小。通过同一荷载下不同流量的试验,得出流量影响管道车平均速度的主要因素。同一规格的管道车在同一荷载条件下,车速随着流量的增加而增加,大致成线性关系。 4.得出了不同荷载下,管道车水力输送时的压力分布情况和同一断面处不同时刻随着小车的运行压力的变化情况。同一规格的管道车在不同流量和不同荷载条件下,不论有无管道车的运行,压力分布曲线的趋势都大致相同,压力值随着离进水口的距离而减小。而对单个测点来说,管道车尚未运动至测压点附近时,该测压点压力保持不变;管道车运动至测压点附近时,该点受其影响,压力将逐渐下降;管道车远离测点附近时,该点压力逐渐上扬并最终保持之前压力不变。 5.分析了不同荷载对管道车水力输送能耗的影响和能耗值的变化情况。同一流量下,管道车运行时的能耗值随着荷载的增加而增大,能耗增量与荷载增量成线性正比关系。 6.对有导流条管道车的运行进行初步探讨,建立了旋转角速度与荷载的关系式,为试验数据的分析提供了理论依据。 7.对试验指标的影响敏感性进行分析。环状缝隙宽度B、荷载G和流量Q均会对能耗产生影响,影响程度依次为流量Q、环状缝隙宽度B和荷载G。 本文的研究工作将为确定筒装料管道水力输送的技术要素提供依据,研究结果对简装料管道水力输送的进一步研究具有重要的价值,同时也为以后工业化应用提供了参考。