有压输水管道孔板局部阻力相邻影响研究

作     者：白兆亮 

作者单位：新疆农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李琳

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：有压管道 孔板 局部阻力相邻影响 相邻影响系数 局部水头损失 

摘      要：传统水力学中,按照阻力代数叠加原则计算有压管道中多个形变件产生的总局部水头损失,但简单地按阻力叠加原则计算出的总局部水头损失往往与实际不符,而形变件间的局部阻力相邻影响是造成总局部水头损失计算值与实测值不相符的原因之一。为了揭示局部阻力相邻影响现象,探求局部阻力相邻影响机理,修正总局部水头损失计算公式,论文以孔板形变件为例,将孔板安装在有压输水管道内,应用试验研究、数值模拟研究以及理论分析相结合的方法对局部阻力相邻影响进行了研究。论文通过模型试验的方法量测了管道内安装多个孔板时总局部阻力系数总ζ,并将其与总局部阻力系数的理论计算值′总ζ进行对比,分析试验值和理论计算值产生差异的原因,揭示了孔板形变件间的局部阻力相邻影响现象,说明了在进行总局部水头损失计算时考虑局部阻力相邻影响的必要性,提出用相邻影响系数对传统计算公式进行修正。通过紊流数值模拟的方法研究了局部阻力相邻影响系数随孔板厚径比、孔径比以及相对间距的变化规律,根据流场计算结果揭示了局部阻力相邻影响机理。通过量纲分析的方法建立了相邻影响系数的函数关系式,结合数值模拟结果应用数值分析法获得相邻影响系数计算公式。应用相邻影响系数对传统局部水头损失计算公式进行修正,并对修正后的计算公式进行检验。论文研究成果可为有压输水管道的总局部水头损失的准确计算提供参考,丰富和完善管道局部水头损失的水力学计算理论。