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管道车在不同导流条安放角条件下运移的水力特性研究

作　者: 靳文宇
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: 管道车 导流条安放角 水力特性 水力输送
分类号: TV134
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 8次
引　用: 3次
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内容摘要


当前我国经济迅猛发展,但是也暴露出许多矛盾,那就是,高能耗与低产值、高污染与低效率、高成本与低收益。国家走可持续发展的道路就要求要不断创新、不断研发新产品、新技术来解决这些问题。筒装料管道水力输送作为一项新研发的管道水力输送技术,目的是为缓解我国经济发展中能源浪费严重的情况。它是一种清洁、环保、低能耗的水力输送方式,也是一种有利于我国国民经济可持续发展的新型管道水力输送方式。该输送方式不同于浆体管道水力输送和型料管道水力输送,是一种极有前途的运输技术。本论文由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)资助,采用模型试验与理论研究相结合的技术路线,分析了管道车在不同导流条安放角条件下运移的水力特性,研究的主要内容及成果如下:1.根据前人试验改进了管道车的结构,增加了管道车的铁脚支撑、万向滚珠、改进了导流条安放角、导流条个数、导流条高度、导流条长度,设计并安装筒装料管道水力输送试验系统。2.分析管道车运动过程中管道车导流条安放角与管道车平均速度的关系。分析了在同一荷载,同一流量下,导流条安放角对管道车平均速度的影响现象及原因。根据试验现象得出导流条是影响管道车轴向运行速度的一个重要因素,从总体上看车速随导流条安放角的增大而增加。3.分析了不同导流条安放角、相同荷载、相同流量情况下,在不同位置处整个管道系统压力分布情况,同时还分析了试验系统平直管段和弯管段特征测点断面在管道车整个运行过程中压力变化情况。选取的特征测点断面起始压力保持不变,当管道车运动至测点断面附近时,该断面受其影响,压力将逐渐下降,管道车远离该测点断面附近时,该点压力逐渐上扬并最终保持之前压力不变。4.分析了不同导流条安放角、相同荷载、相同流量情况下管道车能耗情况及导流条安放角对管道车能耗的影响。管道车在导流条安放角θ=5°～25°之间能耗出现先增大后减小的现象,并在导流条安放角θ=15°时,能耗达到最大值,θ=25°能耗达到最小值。5.结合以前测得的无导流条管道车的试验数据,在型号、荷载及流量相同情况下,对两种管道车(有导流条和无导流条)在管道运行中的平均速度和能耗进行了比较分析。安装导流条的管道车的平均运行速度都大于无导流条的管道车,安装导流条的管道车的能耗都小于无导流条的管道车。本文研究结果对筒装料管道水力输送理论的进一步研究具有一定的参考价值,对于未来大规模发展该管道水力输送技术提供可靠的试验依据,同时对加快该水力输送技术转化有重要的现实意义。

全文目录


摘要  2-4
ABSTRACT  4-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 课题提出的背景  10-11
  1.2 国内、外管道输送固料应用及研究进展  11-17
    1.2.1 气力管道输送  11-12
    1.2.2 浆体管道输送  12-13
    1.2.3 囊体管道输送  13
    1.2.4 理论研究进展  13-17
  1.3 筒装料管道水力输送优点及研究进展  17-18
    1.3.1 输送技术优点  17
    1.3.2 试验研究进展  17-18
  1.4 本文的研究内容和方法  18-20
第二章 筒装料管道车结构研发与试验系统创建  20-29
  2.1 筒装料管道车构造及结构参数  20-22
    2.1.1 管道车的提出  20
    2.1.2 管道车的构造  20-21
    2.1.3 影响管道车运行的参数  21-22
  2.2 试验系统  22-26
    2.2.1 系统动力及控制装置  25
    2.2.2 系统输入、输出装置  25
    2.2.3 试验管路的布置  25-26
  2.3 测试仪器及设备  26-27
  2.4 测试点的布置  27
  2.5 试验方案  27-29
第三章 管道车在不同导流条安放角条件下运移的水力特性  29-58
  3.1 管道车运行中的受力分析  29-31
  3.2 运行管路分段情况及弯道处的测点分布  31-32
  3.3 不同导流条安放角对管道车平均运行速度影响分析  32-35
  3.4 不同导流条安放角对管道车运行的压力影响分析  35-48
    3.4.1 管道车各测点断面选取  35
    3.4.2 测点断面不同时刻的压力变化分析  35-42
    3.4.3 不同位置时整个管道压力分布  42-48
  3.5 不同安放角对管道车运行的能耗影响分析  48-58
    3.5.1 管道车能耗构成  49-52
    3.5.2 管道车在管路运行中能耗分析  52-58
第四章 两种管道车运行特性比较分析  58-67
  4.1 两种管道车平均速度比较及影响分析  58-63
  4.2 两种管道车系统能耗比较及影响分析  63-67
第五章 结论、建议及展望  67-69
  5.1 结论  67-68
  5.2 建议及展望  68-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
攻读硕士期间的主要研究工作  73

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利工程基础科学 > 水力学 > 管流水力学
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