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管道车运移水力特性的初步试验研究
| 论文题名： | 管道车运移水力特性的初步试验研究 |
| 关键词： | 筒装料;水力输送;管道输送;水力特性 |
| 摘要： | 与传统管道水力输送方式相比，筒装料的管道水力输送方式是一种洁净环保高效的水力输送方式，它具有纯料输送、无脱水工序、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，是一种有利于我国国民经济可持续发展的新型的管道水力输送方式。 筒装料的管道水力输送方式，可将固态、液态或气态物料密闭于料筒(管道车)中，借助缝隙螺旋流的能量实现运移并且可以控制输送量。筒装料管道水力输送的流场是极其复杂的三维动边界流场，由于试验手段限制，本文进行了初步的试验研究。在相同流量情况下，环状缝隙宽度的不同，必然导致流速大小的不同和流速分布的不同，同时引起压力分布和能耗的不同，以及管道车运动速度的不同。本文着重就缝隙宽度对流场特性的影响进行了研究。 通过试验和分析，得出管道车运移时速度、能耗的一些基本规律： 1．未放入管道车时，流量越大，阻力损失越大。放入管道车后的流量～能耗损失关系与放车前相一致；但是流量～单位能耗的关系却不同，单位能耗不再是单纯的随流量增加，而是有个变化的过程，先变小后变大。正常输送中的平均能耗存在谷值，其可通过系列优化试验找到。通过适当提高流量，以提高车的速度使其在经济流速范围之内而能耗却较小，这样就可以提高输送系统的输送效率。 2．在上游水库的水位一定时，只有合适的缝隙宽度才能保证较低的能耗，缝隙宽度过大或过小都将增大能耗。 3．增耗比反映筒装料管道水力输送系统的能耗增加的幅度最大不超过25％，说明用管道车输送物料在能耗方面确实是令人满人的。增耗比并非随着流量(或管道水流速度)的增加而增加，这也揭示了影响能耗的因素很多，但是可以通过优化试验找出在较大的流量(或管道水流速度)情况下使增耗比却比较小的管道车参数，从而提高输送效率。 4．同一缝隙宽度条件下，上游库水位越高(相应的流量一般也越大)，管道车的轴向运动速度越大，这样就可以通过提高上游库水位来提高管道车的轴向运动速度并将其控制在经济流速范围之内，从而有利于提高管道输送系统的输送效率。 5．将正交设计的基本理论和方法应用于管道车结构参数优化试验，通过极差分析和方差分析的方法对管道车运行参数进行了优化从而选出管道车的最优参数。优化结果可以为筒装料管道水力输送的后续研究提供依据。 |
| 作者： | 董显伦 |
| 专业： | 水力学及河流动力学 |
| 导师： | 孙西欢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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