不同荷载条件下筒装料管道水力输送水力特性的试验研究

摘要

筒装料管道水力输送作为一项新型的物料管道输送技术，是一种洁净环保高效的水力输送方式，具有纯料输送、没有脱水工序而占地少和无污染、能耗小、固体和液体物料均可输送、用水少等优点，是一种新兴的极有前途的科学技术，具有广阔的应用前景，因此对筒装料管道水力输送的研究具有重大的理论价值和实际意义。 本论文内容结合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)，以模型试验为主，采用理论分析与模型试验相结合的技术路线，就不同荷载条件下筒装料管道水力输送特性进行了研究。研究的主要内容及成果如下: 1.通过前期试验确定了管道车的试验结构参数，加工制作出了管道车模型，设计并安装筒装料管道水力输送试验系统。 2.通过清水斌验测得的各种数据来计算管道沿程阻力系数λ，建立了管道沿程阻力系数λ与雷诺数Re的关系。 3.建立管道车运动过程中管道车荷载与管道车平均速度的关系。荷载与管道车平均速度呈线性关系，管道车的平均速度随着荷载的增大而减小。通过同一荷载不同流量的试验，得出流量影响管道车平均速度的主要因素。同一规格的管道车在同一荷载条件下，车速随着流量的增加而增加，大致成线性关系。 4.得出了不同荷载下，管道水力输送时的压力分布情况和同一断面处不同时刻随着小车的运行压力的变化情况。同一规格的管道车在不同流量和不同荷载条件下，不论有无管道车的运行，压力分布曲线的趋势都大致相同，压力值随着离进水口的距离而减小。而对单个测点来说，管道车尚末运动至测压点附近时，该测压点压力保持不变；管道车运动至测压点附近时，该点受其影响，压力将逐渐下降；管道车远离测点附近时，该点压力逐渐上扬并最终保持之前压力不变。 5.分析了不同荷载对管道车水力输送能耗的影响和能耗值的变化情况。同一流量下，管道车运行时的能耗值随着荷载的增加而增大，能耗增量与荷载增量成线性正比关系。 6.对有导流条管道车的运行进行初步探讨，建立了旋转角速度与荷载的关系式，为试验数据的分析提供了理论依据。 7.对试验指标的影响敏感性进行分析。环状缝隙宽度B、荷载G和流量Q均会对能耗产生影响，影响程度依次为流量Q、环状缝隙宽度B和荷载G。 本文的研究工作将为确定简装料管道水力输送的技术要素提供依据，研究结果对筒装料管道水力输送的进一步研究具有重要的价值，同时也为以后工业化应用提供了参考。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:基本符号说明

声明

第一章绪沦

1.1课题研究的背景

1.2管道水力输送工程应用与理论研究的进展

1.2.1工程应用进展

1.2.2理论研究进展

1.3型料管道水力输送的机理和国内外研究

1.3.1国内外研究概况

1.3.2型料管道水力输送机理

1.4本文的研究内容和方法

第二章 管道车结构参数的确定与试验系统的创建

2.1管道车设计

2.1.1管道车构造

2.1.1管道车结构参数

2.2试验系统

2.2.1动力及调节装置

2.2.2投放与接收装置

2.2.3试验管路的布置

2.3测试设备

2.4测点布置

2.5试验方案

第三章 无导流条管道车试验测试与结果分析

3.1清水试验

3.1.1清水试验的理论分析

3.1.2数据分析及结果

3.2不同荷载对管道车速度的影响

3.2.1管道车运行的速度变化情况

3.2.2荷载与管道车平均速度的关系

3.2.3流量对不同荷载条件下管道车平均速度变化的影响

3.3不同荷载条件下的管道压力分布

3.3.1同一断面处不同时刻的压力变化分析

3.3.2管道车运行在不同位置时管道压力分布

3.4不同荷载条件下的总能耗分析

3.4.1管道车区域能量方程

3.4.2整个管路能耗变化分析

3.4.3荷载和总能耗关系分析

第四章有导流条管道车运动和能量分析

4.1 有导流条管道车运动分析

4.1.1有导流条的管道车旋转理论

4.1.2 荷载与旋转角速度的关系

4.2有导流条管道车的能量分析

第五章 试验参数敏感性分析

5.1 敏感性分析的原理

5.2 能耗为参数的敏感性分析

第六章 结论与建议

6.1 主要结论

6.2问题与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士期间的主要研究工作