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有压管道内串列管道双车的运移速度

排灌机械工程学报 2021年第1期39卷 50-55页

作者：贾晓萌孙西欢李永业太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024

为了完善和发展筒装料管道水力输送技术,通过物理模型试验和理论分析相结合的方法研究有压管道内串列管道双车的运移速度的影响因素.结果表明:随着雷诺数、管道车直径、车身长度的逐渐增大,管道双车的运移速度均呈现出逐渐增大的变化趋... 详细信息

为了完善和发展筒装料管道水力输送技术,通过物理模型试验和理论分析相结合的方法研究有压管道内串列管道双车的运移速度的影响因素.结果表明:随着雷诺数、管道车直径、车身长度的逐渐增大,管道双车的运移速度均呈现出逐渐增大的变化趋势;而随着荷重的增加,管道双车的运移速度逐渐降低;不同车间距下管道双车的运移速度小于单个管道车的运移速度,且随着车间距的不断增大,管道双车的运移速度逐渐增大并向单个管道车的运移速度靠拢.采用多元回归分析中的标准回归系数法对各影响因素进行分析,结果发现雷诺数、管道车直径、车身长度、荷重、双车间距对管道双车的运移速度影响程度依次降低.研究成果可为优化管道车结构,提高管道双车的运移速度,降低管道车的输运能耗等提供一定的参考和基础.

关键词：管道双车雷诺数管道车直径车长荷重双车间距标准回归系数法

管道双车在不同车间距下车间螺旋流轴向速度特性研究

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水电能源科学 2018年第5期36卷 154-157页

作者：吴剑马成功孙西欢李永业太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024 晋中学院山西晋中030600

为进一步研究筒装料管道水力输送技术,了解管道双车在不同车间距下车间螺旋流速度特性,得出管道双车的最优运行间距。采用模型试验、理论分析相结合的方法,研究了双车间距分别为10、30、50、70、90cm情况下管道双车间螺旋流轴向速度特... 详细信息

为进一步研究筒装料管道水力输送技术,了解管道双车在不同车间距下车间螺旋流速度特性,得出管道双车的最优运行间距。采用模型试验、理论分析相结合的方法,研究了双车间距分别为10、30、50、70、90cm情况下管道双车间螺旋流轴向速度特性。试验采用两个相同型号的管道车模型在水平光滑的有机玻璃圆管内完成,流量恒定控制为30m^3/h。结果表明,间距为10、30cm时,水流紊动混掺强烈,圆管周围间隔120°存在三个速度极大值区域,而圆管中心为速度极小值区域;间距为50、70cm时,圆管周围已无明显的涡形区域,圆管中心区域速度梯度较小,水流相对比较稳定;间距为90cm时,水流稳定,与无管道车时满管水流断面流速分布类似。由此得出,管道双车的合理间距为50~70cm。

关键词：管道双车车间距螺旋流轴向速度管道水力输送

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管道双车在不同车间距下的后车流场特性研究

人民黄河 2018年第9期40卷 108-110,115页

作者：吴剑乔乐孙西欢李永业太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024 晋中学院山西晋中030600

为进一步探讨筒装料管道水力输送过程中管道双车在不同车间距下缝隙螺旋流流场特性,采用模型试验、理论分析相结合的方法,对双车间距分别为10、30、50、70、90 cm工况条件下管道双车中的后车缝隙螺旋流流场特性进行了研究。试验采用两... 详细信息

为进一步探讨筒装料管道水力输送过程中管道双车在不同车间距下缝隙螺旋流流场特性,采用模型试验、理论分析相结合的方法,对双车间距分别为10、30、50、70、90 cm工况条件下管道双车中的后车缝隙螺旋流流场特性进行了研究。试验采用两个相同型号的管道车模型在水平有机玻璃圆管内完成,流量恒定控制为30 m^3/h。研究结果表明:管道双车合理间距为50~70 cm;车中断面轴向速度极差与管道双车间距相关性较大,车间距越大,极差越小,并逐渐趋于稳定,而轴向速度上界与间距无关;切向速度比轴向速度小,切向速度的不均匀系数比轴向速度的大。

关键词：管道双车车间距缝隙螺旋流流场特性管道水力输送

管道双车在不同车距下的环状缝隙螺旋流速度特征研究

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管道双车在不同车距下的环状缝隙螺旋流速度特征研究

作者：吴剑太原理工大学

学位级别：硕士

筒装料管道水力输送技术是在现代绿色物流产业发展过程中出现的一种新型物料输运方式,其具有环境污染少、能耗低、安全性能好等方面的优势,该输运方式的提出在一定程度上克服了传统运输业中能源消耗高、污染严重等弊端。通过理论分析与... 详细信息

筒装料管道水力输送技术是在现代绿色物流产业发展过程中出现的一种新型物料输运方式,其具有环境污染少、能耗低、安全性能好等方面的优势,该输运方式的提出在一定程度上克服了传统运输业中能源消耗高、污染严重等弊端。通过理论分析与试验研究,对管道双车在不同车间距下的环状缝隙螺旋流速度特征展开了研究,主要结论如下:（1）不同车间距下,前车环隙区域车中测试断面轴向速度等值线图呈现相同的规律,每个测试断面轴向速度都存在三个呈120°分布的速度明显减小的涡形区域,平均值、极差、标准差、不均匀系数基本保持不变,车间距对管道前车环隙水流轴向速度的影响较小。（2）相同车间距下,前车环隙区域轴向速度梯度沿程逐渐下降,轴向速度分布沿程逐渐平坦,且存在三个明显的速度低速区,测试断面水流轴向速度极差、标准差、不均匀系数均有大幅下降。从局部特征来看:相同极轴上测点轴向速度基本持平,相同测环上轴向速度波动幅度沿程逐渐减小。（3）相同车间距下,前车环隙区域周向速度等值线沿程呈现“密集—稀疏—密集”的变化规律,周向速度梯度先减小后增加,周向速度比轴向速度小1个数量级。周向速度沿程逐渐增大,增幅达80%。同一测试断面,周向速度为逆时针方向的测点数比重沿程逐渐增加,从68%增长到了92%。周向速度沿程分布比较平稳,但周向速度分布的区间宽度沿程有所增大。从局部特征来看,相同极轴上周向流速分布比较平稳,相同测环上周向速度分布比较紊乱。（4）相同车间距下,前车环隙径向速度比轴向速度小2个数量级,5/6的径向速度为背离圆心方向,径向速度呈现沿程增大的变化规律。标准差和不均匀系数沿程先减小后增大,在3#测试断面取得最小值。从局部特征来看,相同极轴上,径向速度分布区间宽度逐渐增大,同一测环上的径向速度波动起伏沿程逐渐增大。（5）随着车间距增大,后车环隙区域轴向速度基本不变,维持在2.3m/s左右。轴向速度等值线图中涡形区域的数量逐渐减小。当双车间距为10cm时,轴向速度分布最为凌乱,在轴向速度等值线图中存在六处涡形区域;当车间距为70cm、90cm时,大致呈现同心环状分布,靠近管道内壁处的轴向速度要大于靠近管道车外壁处的轴向速度。随着车间距的增加,测试断面内轴向速度极差、标准差、不均匀系数都表现为先增加后减小然后趋于稳定。从局部特征来看,随着车间距的增加,各个极轴上的轴向速度差值逐渐减小。同一测环上,轴向速度呈现波浪式的分布,存有三个波峰和三个波谷,波峰波谷间隔60°交错出现。（6）管道后车环隙区域内,水流周向速度要比轴向速度小1个数量级。随着车间距的增加,周向速度的等值线逐渐变得稀疏,并且曲率有所减小。随着车间距的增加,同一测试断面内,周向速度为逆时针方向的测点数比重由75%增加到90%,周向速度大小也逐渐增大。当车间距为90cm时,周向等值线开始呈现同心圆分布的趋势。从局部特征来看,周向速度沿极轴方向波动幅度不大,速度值集中在0m/s.2m/s区间。同一测环上的周向速度基本上都是呈现波峰波谷间隔60°交替出现的变化规律。（7）管道后车环隙区域内,水流径向速度要比轴向速度小2个数量级。随着车间距的增加,水流径向速度的平均值、标准差、不均匀系数的波动幅度均有所减小。径向速度为指向圆心方向的比重呈现先减小后增大的变化规律。无论何种车间距下,径向速度沿极轴方向波动幅度都不大,且比周向速度波动幅度要小。从局部特征来看,靠近管道车外壁面处的径向速度较小,靠近管道内壁面处的径向速度较大;随着双车间距的增加,测试断面内各个测环之间水流径向速度的差值有减小的趋势。（8）无论何种车间距下,前车环隙区域内轴向速度脉动强度要比垂向速度与横向速度脉动强度大1个数量级,垂向和横向脉动强度在局部位置有突增。随着车间距的增加,后车环隙区域内,轴向速度脉动强度平均值呈现逐渐减小的变化规律,垂向、横向脉动强度大小基本保持不变,维持在0.02m/s左右。本文的研究成果不仅充实和完善了环状缝隙螺旋流理论,而且对筒装料管道车水力输送技术的工业化推广应用有一定的参考价值。

关键词：管道双车车间距环隙水流螺旋流速度特征脉动强度

同型管道双车在不同流量条件下的缝隙流轴向流速特性研究

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水力发电 2018年第5期44卷 90-93页

作者：马成功吴剑鲁一凡李永业张雪兰太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024

为丰富筒装料管道水力输送理论,对同型管道双车在不同流量条件下的缝隙流流速特性进行了研究。结果表明:流量增大,缝隙流流速也随之增大;缝隙流轴向流速沿着水流方向呈现先逐渐增大,后趋于平稳,再逐渐减小的规律;在同一测环不同极轴角度... 详细信息

为丰富筒装料管道水力输送理论,对同型管道双车在不同流量条件下的缝隙流流速特性进行了研究。结果表明:流量增大,缝隙流流速也随之增大;缝隙流轴向流速沿着水流方向呈现先逐渐增大,后趋于平稳,再逐渐减小的规律;在同一测环不同极轴角度上,缝隙流的轴向速度变化波动幅度较小,在棱角为180°时出现速度的最小值;管道双车的前车和后车断面缝隙流流速随着测环半径的增大,速度变化趋势先逐渐增大,后趋于平稳,再逐渐减小。

关键词：管道双车流量轴向速度缝隙流

相同尺寸管道双车在不同车间距下形成的缝隙流水力特性研究

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相同尺寸管道双车在不同车间距下形成的缝隙流水力特性研究

作者：张琪琦太原理工大学

学位级别：硕士

随着科技和现代社会的飞速发展,我国的经济规模不断扩大,国民环保意识也随之不断增强。传统的交通运输方式—公路运输、铁路运输、水路运输和航空运输,已经不能满足现代社会的发展需求,而筒装料管道水力输送技术作为一种新型的节能环保... 详细信息

随着科技和现代社会的飞速发展,我国的经济规模不断扩大,国民环保意识也随之不断增强。传统的交通运输方式—公路运输、铁路运输、水路运输和航空运输,已经不能满足现代社会的发展需求,而筒装料管道水力输送技术作为一种新型的节能环保的运输方式,是对现有交通运输方式的一种补充和完善,具有广阔的发展前景。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(51109115)”和“管道列车水力输送能耗研究(51179116)”,采用理论分析和模型试验相结合的方法,在不同间距条件下,对管道双车的缝隙流进行分析研究及其水力损失进行了分析研究。得出主要结论如下：1、流量相同间距变化时,在管道后车测试断面和管道前车测试断面,轴向流速分布具有以下特点：轴向流速随着测点距离管道中心距离的增大呈现先增后减,且随着间距增大,轴向流速梯度趋于稳定。同时,可以看出间距为50cm时轴向速度比间距为20cm和间距为80cm的轴向速度小。2、流量相同间距变化时,在管道后车和前车测试断面,径向流速分布具有以下特点：间距为80cm时最为均匀,间距为50cm时次之,而间距为20cm时最不均匀随着间距的变化,径向流速分布密集区域基本一致,但是间距越大,密集区域越不明显。3、流量相同间距变化时,在管道后车和前车测试断面,周向流速分布具有以下特点：间距为20cm下前车、后车周向速度分布最为均匀,流速梯度最小,间距为50cm的次之,间距为80cm时最不均匀,流速梯度最大。靠近管道内壁和管道车外壁的测点周向流速变化较大,不仅大小改变,方向也变化较大。随着间距的增大,前后车之间的影响越来越小。4、流量相同间距变化时,车间断面的轴向流速分布有如下规律：间距为80cm时轴向流速分布,比间距为50cm和20cm时更为均匀,而间距为50cm和80cm时的管道前车断面轴向流速分布类似,间距为20cm时管道双车车间环隙轴向流速分布最不均匀,且与其他两个间距的分布相比有较大差异。同时,可以看出间距为50cm时轴向速度比间距为20cm和间距为80cm的轴向速度小。5、流量相同间距变化时,车间断面的径向向流速分布有如下规律：径向流速分布密集区域基本趋于一致,径向流速分布随着间距的增大,有先密集后趋于稀疏的分布特征。6、流量相同间距变化时,车间断面的周向流速分布有如下规律：间距为20cm下的双车车间环隙断面周向速度分布最为均匀,流速梯度最小,间距为50cm的次之,间距为80cm最不均匀,流速梯度最大。随着间距的增大,双车车间环隙断面周向流速分布的密集区域越来越明显。7、相同流量下测试段内轴向速度的沿程分布图可以看出,对流量不同情况下,轴向速度在测试段内的变化基本可以分为4个阶段;从三个间距的速度沿程分布可以看出,双车之间相互影响的范围在35cm-50cm之间：间距过小,双车相互影响,导致轴向速度发生变化较大,周向和径向速度影响较大,导致能耗增加;间距过大,双车之间相互影响小,但是不经济且不利于实际运用。因此从这点考虑双车运行的最佳间距应在35cm-50cm之间。8、在不同间距、不同流量的条件下,管道水流在测试段内水力损失变化趋势是一致的,即随着距离的增加,水力损失也不断的增加。在间距相同的情况下,流量越大,测试段内水流的水力损失也越大;管道水流经过第一个管道车时的水力损失小于管道水流经过第二个管道车时的水力损失。9、当流量相同的情况下,间距不同,管道水流经过管道车时水力损失,随间距的增加先减小后增加,在本文中,间距为50cm时,水力损失最小,水力损失增幅亦最小;当间距为80cm时,水力损失最大,且水力损失增幅也最大。本文的研究成果,对筒装料管道水力输送技术的发展,具有重要的参考价值,为该技术的后续研究提供了宝贵的试验依据,也为提高输送效率、使其尽快实现工业化,提供了重要的理论依据。

关键词：流量间距管道双车缝隙流场水力特性水力损失

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管道双车车间螺旋流周向速度特性研究

水利水电技术（中英文） 2021年第1期52卷 71-77页

作者：陈卓王谦王锐李永业束德方太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024 连云港石梁河水库管理处江苏连云港222323

考虑到筒装料管道水力输送技术在研究内容方面所存在的欠缺,在管道流量为40 m^(3)/h条件下,运用粒子图像测试技术对管道双车车间水流速度进行了测量,并结合相关理论对管道双车车间水流周向速度特性进行了分析。试验中采用的管道车模型... 详细信息

考虑到筒装料管道水力输送技术在研究内容方面所存在的欠缺,在管道流量为40 m^(3)/h条件下,运用粒子图像测试技术对管道双车车间水流速度进行了测量,并结合相关理论对管道双车车间水流周向速度特性进行了分析。试验中采用的管道车模型型号相同,均为150 mm×70 mm,所带导流条长度为150 mm,安放角为15°,输送管道内径为100 mm。研究结果表明,水流经过管道车刚进入车间时,车间截面周向速度的最大值和最小值都位于管道车与管壁的缝隙所对应的区域,而且此区域内速度较小的位置与管道车支脚安装位置相对应;测试截面同一测轴上测点周向速度随测环半径的增加先增加后减少,且截面周向速度变化梯度沿程变小;同一测环上测点的周向速度随着测轴角度的增加呈现波浪形的分布;管道双车车间沿程各截面中,在距离后车75~111 mm范围内周向速度的截面分布较为均匀。

关键词：管道水力输送管道双车螺旋流周向速度

不同导流条安放角下的管道双车车间断面轴向流速特性研究

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水电能源科学 2021年第7期39卷 167-170页

作者：庞雅琦李永业宋晓腾姚丽悦张雪兰孙西欢王谦太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024

鉴于筒装料管道水力输送是一种绿色环保的输送方式,通过理论分析与模型试验相结合的方法研究了该输送方式下同型管道双车在不同导流条安放角条件下运行时车间断面的螺旋流轴向流速特性。结果表明,不同导流条安放角条件下,车间各断面的... 详细信息

鉴于筒装料管道水力输送是一种绿色环保的输送方式,通过理论分析与模型试验相结合的方法研究了该输送方式下同型管道双车在不同导流条安放角条件下运行时车间断面的螺旋流轴向流速特性。结果表明,不同导流条安放角条件下,车间各断面的轴向流速分布趋势基本相同,轴向速度均呈现随半径的增加而增加,速度的变化率则随半径的增加而减小;随着车间断面与管道后车支撑体距离的增加,轴向流速整体增加且分布趋于均匀化;随着导流条安放角的增加,相同测点轴向流速变化呈现先增长再保持平稳的状态。研究结果为筒装料管道水力输送技术应用于工程实践提供理论支持。

关键词：管道双车水力输送导流条安放角轴向速度

导流条长度对管道双车车间断面水力特性的影响

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水电能源科学 2022年第2期40卷 189-192,205页

作者：宋晓腾李永业庞雅琦姚丽悦张雪兰孙西欢陈卓太原理工大学水利科学与工程学院山西太原030024

导流条对水流具有较强的导向作用,对管道内水流流态影响较大。为探究筒装料管道运输中导流条长度对管道双车车间断面水力特性的影响,通过物理试验和理论分析研究车间断面的流速场和涡量场。结果表明,水流经导流条后由稳定管流变为螺旋流... 详细信息

导流条对水流具有较强的导向作用,对管道内水流流态影响较大。为探究筒装料管道运输中导流条长度对管道双车车间断面水力特性的影响,通过物理试验和理论分析研究车间断面的流速场和涡量场。结果表明,水流经导流条后由稳定管流变为螺旋流,导流条越长,轴向流速越小;周向流速随着导流条长度的增加而增加,其大小与轴向流速为同一量级;径向流速的分布比较紊乱,在轴心处大部分为负值,在管壁处大部分为正值;断面平均涡量随导流条长度增大而增大,涡量大小关于中轴线对称分布,但方向相反。

关键词：水力输送管道双车螺旋流导流条长度涡量场