本文關(guān)鍵詞：管道車(chē)在不同載荷量下平穩(wěn)運(yùn)移時(shí)的環(huán)隙水流速度特征研究

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【摘要】：面向現(xiàn)代綠色物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)高效節(jié)能型運(yùn)輸方式開(kāi)發(fā)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)需求,論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51109155和51179116),山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015011067)和太原理工大學(xué)研究生創(chuàng)新項(xiàng)目(S2014108),通過(guò)理論分析和模型試驗(yàn),對(duì)管道車(chē)在不同載荷量下,平穩(wěn)運(yùn)移時(shí)的環(huán)隙水流速度特征進(jìn)行研究。研究成果如下:(1)相同型號(hào)的管道車(chē),載荷量的增加,會(huì)引起管道車(chē)平穩(wěn)運(yùn)移車(chē)速的降低。當(dāng)試驗(yàn)工況為Q=40m3/s時(shí),管道車(chē)載荷量以0.1kg為增幅,從0kg增至0.5kg時(shí),L×D=150mm×60mm型號(hào)的管道車(chē)車(chē)速減小幅度最大(-1.09m/(s·kg)),L×D=150mm×70mm型號(hào)的管道車(chē)次之(-0.82m/(s·kg)),L×D=100mm×70mm型號(hào)的管道車(chē)車(chē)速減小幅度最小(-0.74m/(s·kg))。(2)相同載荷量,不同型號(hào)管道車(chē)形成的動(dòng)邊界環(huán)隙流區(qū)內(nèi),水流軸向速度分布存在相似性,但是均不再保持同心分布特征。與車(chē)中時(shí)段的環(huán)隙斷面相比,車(chē)前和車(chē)后時(shí)段的環(huán)隙斷面水流軸向速度流速梯度均較大;D=60mm的管道車(chē)形成的環(huán)隙斷面水流軸向速度整體大于無(wú)管道車(chē)時(shí)的管道水流平均流速,D=70mm的管道車(chē)形成的環(huán)隙斷面水流軸向速度整體小于無(wú)管道車(chē)時(shí)的管道水流平均流速;車(chē)中時(shí)段環(huán)隙斷面水流軸向速度沿極軸的分布存在相似性,L×D=150mm×70mm和L×D=150mm×60mm車(chē)型形成的軸向速度,沿徑向從管道內(nèi)壁到管道車(chē)車(chē)壁總體存在先增大后減小的趨勢(shì),且最大值出現(xiàn)在環(huán)隙中心區(qū)附近。(3)l×d=150mm×70mm的管道車(chē)形成的環(huán)隙流區(qū)內(nèi),車(chē)中時(shí)段的環(huán)隙斷面,水流軸向速度分布相對(duì)穩(wěn)定,最小流速值出現(xiàn)在管道壁面附近,最大流速值的位置隨著管道車(chē)載荷量的變化在環(huán)隙中心區(qū)變動(dòng);車(chē)前時(shí)段和車(chē)后時(shí)段的環(huán)隙斷面,水流軸向速度均存在一定的流速梯度突變區(qū)。車(chē)后時(shí)段的環(huán)隙斷面,水流軸向速度整體分布最不均勻(η=0.11),車(chē)中時(shí)段最均勻(η=0.09);管道車(chē)載荷量的增加對(duì)各時(shí)段環(huán)隙斷面水流軸向速度整體分布的均勻性,影響不明顯。隨著管道車(chē)載荷量的增加,管道車(chē)車(chē)速與環(huán)隙水流平均流速的相對(duì)大小關(guān)系發(fā)生改變(位置m=0.2kg),兩者的速度差隨管道車(chē)載荷量的變化呈現(xiàn)為先減小后增大的變化趨勢(shì)。(4)l×d=150mm×70mm管道車(chē)形成的環(huán)隙流區(qū)內(nèi),水流的徑向速度和周向速度與軸向速度相比,速度值均明顯減小;水流徑向速度的方向多指向管軸心,周向速度的方向多沿圓周逆時(shí)針?lè)较?管道車(chē)載荷量的變化,對(duì)水流徑向速度和周向速度的分布影響不明顯。(5)l×d=150mm×70mm管道車(chē)形成的車(chē)中時(shí)段環(huán)隙流區(qū)內(nèi),隨著管道車(chē)載荷量的增大,環(huán)隙斷面水流軸向速度均值呈現(xiàn)先增大后趨于平穩(wěn)的變化趨勢(shì);通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得到的斷面水流軸向速度均值與積分計(jì)算得到的斷面水流軸向速度均值接近,誤差在1%以內(nèi);環(huán)隙斷面水流徑向和周向速度均值隨管道車(chē)載荷量的變化而發(fā)生微小浮動(dòng);斷面內(nèi)水流的二維合速度值主要集中在0m/s~0.06m/s區(qū)間內(nèi);不同管道車(chē)載荷量下,環(huán)隙斷面水流的軸向速度與合速度的比值均在0.99以上。(6)l×d=150mm×70mm管道車(chē)形成的環(huán)隙流區(qū)內(nèi),與垂向速度脈動(dòng)強(qiáng)度和橫向速度脈動(dòng)強(qiáng)度相比,水流軸向速度脈動(dòng)強(qiáng)度始終最大,且脈動(dòng)均方根值基本大一個(gè)數(shù)量級(jí);當(dāng)管道車(chē)載荷量為0kg時(shí),環(huán)隙流區(qū)水流軸向速度脈動(dòng)強(qiáng)度均方根值,沿半徑方向從管道內(nèi)壁向管軸心方向輻射減小;隨著管道車(chē)載荷量的增加,環(huán)隙流區(qū)局部位置的水流軸向速度脈動(dòng)強(qiáng)度發(fā)生突變,但是整體脈動(dòng)強(qiáng)度變化不明顯;隨著管道車(chē)載荷量的變化,環(huán)隙流區(qū)水流垂向速度脈動(dòng)強(qiáng)度和橫向速度脈動(dòng)強(qiáng)度均存在微小振蕩;當(dāng)管道車(chē)載荷量相同時(shí),隨著管道車(chē)徑長(zhǎng)比的增大,環(huán)隙斷面的水流軸向速度脈動(dòng)強(qiáng)度分布越不均勻,但是橫向速度脈動(dòng)強(qiáng)度和垂向速度脈動(dòng)強(qiáng)度沒(méi)有明顯變化。該研究成果充實(shí)和完善了動(dòng)邊界同心環(huán)狀縫隙流理論,對(duì)筒裝料管道水力輸送技術(shù)的進(jìn)一步研究推廣有一定參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：管道車(chē) 載荷量 環(huán)隙水流 速度 脈動(dòng)強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV134
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 課題的研究背景14-15
• 1.2 課題的研究進(jìn)展15-20
• 1.2.1 兩相流物料輸送的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 圓柱繞流水力特性研究與應(yīng)用進(jìn)展18-19
• 1.2.3 縫隙流理論的研究進(jìn)展及工業(yè)應(yīng)用19-20
• 1.3 課題的研究思路20-24
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容21
• 1.3.2 技術(shù)路線21-24
• 第二章 試驗(yàn)設(shè)計(jì)24-38
• 2.1 試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)24-27
• 2.2 管道車(chē)的結(jié)構(gòu)27
• 2.3 試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)27-30
• 2.4 試驗(yàn)測(cè)試方案30-38
• 2.4.1 試驗(yàn)車(chē)型選取30-31
• 2.4.2 試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置31-35
• 2.4.3 試驗(yàn)工況設(shè)定35-36
• 2.4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理36-38
• 第三章 運(yùn)動(dòng)管道車(chē)不同載荷量時(shí)的環(huán)隙水流速度特征研究38-80
• 3.1 管道車(chē)的運(yùn)動(dòng)特性和環(huán)隙斷面水流軸向速度特征的相關(guān)性38-44
• 3.1.1 管道車(chē)運(yùn)動(dòng)特性的相關(guān)影響因素分析38-40
• 3.1.2 不同型號(hào)管道車(chē)環(huán)隙水流軸向速度特征40-44
• 3.2 運(yùn)動(dòng)管道車(chē)不同載荷量時(shí)的環(huán)隙斷面水流速度整體特征44-68
• 3.2.1 環(huán)隙測(cè)試斷面水流軸向速度整體特征44-52
• 3.2.2 環(huán)隙測(cè)試斷面水流徑向速度整體特征52-60
• 3.2.3 環(huán)隙測(cè)試斷面水流周向速度整體特征60-67
• 3.2.4 環(huán)隙斷面水流沿程三維速度分布特征67-68
• 3.3 運(yùn)動(dòng)管道車(chē)不同載荷量時(shí)的車(chē)中環(huán)隙斷面水流速度特征68-79
• 3.3.1 車(chē)中環(huán)隙斷面水流軸向速度局部特征68-74
• 3.3.2 車(chē)中環(huán)隙斷面水流徑向速度局部特征74-75
• 3.3.3 車(chē)中環(huán)隙斷面水流周向速度局體特征75-78
• 3.3.4 運(yùn)動(dòng)管道車(chē)不同載荷量時(shí)的車(chē)中環(huán)隙斷面水流合速度特征78-79
• 3.4 本章小結(jié)79-80
• 第四章 運(yùn)動(dòng)管道車(chē)不同載荷量時(shí)的環(huán)隙水流脈動(dòng)強(qiáng)度特征80-86
• 4.1 運(yùn)動(dòng)管道車(chē)不同載荷量時(shí)的環(huán)隙水流脈動(dòng)特征80-83
• 4.2 運(yùn)動(dòng)管道車(chē)不同車(chē)型時(shí)的環(huán)隙水流脈動(dòng)特征83-85
• 4.3 本章小結(jié)85-86
• 第五章 結(jié)論建議86-90
• 5.1 結(jié)論86-87
• 5.2 建議87-90
• 參考文獻(xiàn)90-98
• 致謝98-100
• 攻讀碩士期間的主要情況100

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本文編號(hào)：608357