学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

局部起旋器出口断面流场特性及其能耗的试验研究

作　者: 强浩明
导　师: 孙西欢
学　校: 太原理工大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 圆管螺旋流局部起旋器流场特性数值模拟能耗分析
分类号: TV149.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 63次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

圆管螺旋流为三维流动形式，其速度场可分解为轴向速度、切向速度和径向速度三个分量。其在工业上的应用十分广泛，如在射流技术、燃烧技术、气力输送及水力浮选等方面均采用了螺旋流。目前螺旋流在水利上用来进行排沙减淤，主要有以下三种方式：涡管排沙，漏斗排沙和平轴螺旋管流排沙。涡管排沙主要用来排除渠道底部推移质泥沙；漏斗排沙方式利用螺旋流的分离机理来排除渠道泥沙；平轴螺旋管流排沙是利用在管间加设导叶的方式产生螺旋流来输运泥沙。前两种排沙方式已经广泛应用于工程实践中，平轴螺旋管流排沙是近年提出的一种节能、高效的输沙方式，目前还处于试验研究阶段。本文在试验的基础上，主要对局部起旋器产生的平轴圆管螺旋流的流场特性进行了探讨与研究，并对个别方案的流场进行了数值模拟。最后对起旋器的阻力特性进行了理论分析及试验研究。本文的研究内容和方法及主要结论如下： 1．本文进行了大量的试验研究，掌握了起旋器出口段圆管螺旋流的流场规律，即流速场的分布特性和压力分布规律如下。流速场的轴向流速分布由平直流的对数分布逐渐向圆管螺旋流下的类对数分布过渡，沿着管轴向下游发展，表现更加明显。当流量增加时，轴向流速的最值区域向管壁处发展，轴向流速分布曲线向平坦化过渡。周向流速在测试断面具有旋转的对称性，若不考虑管壁近壁区的影响，可以认

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
符号说明  8-11
第一章绪论  11-21
  1.1 课题研究背景  11-13
  1.2 管道水力输送的研究概况  13-16
    1.2.1 管道水力输送的发展概况  13-15
    1.2.2 两相流管道水力输送的研究概况  15-16
  1.3 螺旋流应用的研究概况  16-19
  1.4 本文的研究内容及方法  19-21
第二章起旋器试验系统与试验方案  21-35
  2.1 圆管螺旋流的起旋方式与装置  21-27
    2.1.1 起旋方式  21-22
    2.1.2 起旋装置  22-23
    2.1.3 起旋器的结构参数  23-27
  2.2 试验系统  27-28
    2.2.1 水泵与管道  27-28
    2.2.2 集水箱与稳压塔  28
  2.3 测量设备  28-32
    2.3.1 电磁流量计  28-29
    2.3.2 测压管  29
    2.3.3 差压计  29
    2.3.4 五孔测针  29-32
  2.4 试验方案  32-34
    2.4.1 起旋器结构参数试验方案  32-34
    2.4.2 试验流量工况  34
  2.5 测点布置  34-35
第三章起旋器出口流场试验结果与分析  35-49
  3.1 圆管螺旋流流速场分析与研究  35-39
    3.1.1 轴向流速分布  35-38
    3.1.2 周向速度分布  38-39
    3.1.3 径向速度分布  39
  3.2 圆管螺旋流压力场分析  39
  3.3 不同包角起旋器出口流速场的对比分析  39-41
    3.3.1 轴向流速的分布特性比较  40
    3.3.2 周向流速的分布特性比较  40-41
    3.3.3 本节结论  41
  3.4 本章小结  41-49
第四章起旋器出口断面流场的数值模拟  49-64
  4.1 起旋器出口断面流场的数值模拟  49-59
    4.1.1 数值模拟方法  49-50
    4.1.2 数学模型的建立  50-53
    4.1.3 水流的边界条件  53-54
    4.1.4 边界条件与边界格式  54-59
  4.2 起旋器出口断面流场的数值模拟  59-63
    4.2.1 周向流速分布比较分析  59
    4.2.2 轴向流速分布比较分析  59-60
    4.2.3 径向流速分布比较分析  60-63
  4.3 本章小结  63-64
第五章起旋器能耗分析  64-76
  5.1 螺旋流的能量平衡分析  64
  5.2 起旋器出口断面的平均旋转动能  64-65
  5.3 起旋器的阻力损失分析  65-75
    5.3.1 起旋器的阻力分析  65-67
    5.3.2 起旋器的阻力损失分析  67-72
    5.3.3 起旋器阻力损失系数的试验确定  72-75
  5.4 本章小结  75-76
第六章结束语  76-79
  6.1 结论  76-77
  6.2 问题与展望  77-79
参考文献  79-85
附录  85-86
致谢  86-87
攻读硕士期间发表的论文及参加的科研项目  87

局部起旋器出口断面流场特性及其能耗的试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文