管道漿體輸運作為第五大運輸方式,在疏浚清淤、礦藏水力輸送、天然氣開采等領域被廣泛采用,但實際工程應用中長距離管道輸沙存在阻力大、泥沙易阻塞導致爆管等問題。建立循環(huán)式管道試驗系統(tǒng),使用直球頭5孔測針和1套水壓力測壓系統(tǒng),測量管道螺旋流的管壁靜水壓強、測針管內動水壓強以分析加入聚丙烯酰胺(PAM)對管道螺旋流流動特性的影響。首先驗證流速測量系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)的可靠性。使用實測流速分析加入PAM(100 ppm)前后管道螺旋流軸向流速、周向速度分布分別沿徑向分布、隨流量變化、沿程分布等規(guī)律。使用實測邊壁靜壓值,分析管道內的壓降特性進行并構建減阻率參數(shù)。采用有效起旋距離(流速指標)參數(shù)定量理論上分析加入PAM前后管道螺旋流的輸固能力。采用間接測量方法(Preston法)使用5孔直球頭測針測量一維管流壁面切應力,并以此為基礎后續(xù)提出有效起旋距離(力學指標)的概念,從理論上分析加入PAM前后管道螺旋流的輸固能力。結果表明:5孔測針實測壁面切應力數(shù)值較Preston律定值偏大3-5%,5孔測針可用于測量一維清水管道直流的壁面切應力。加入PAM之后,管道螺旋流的速度分布較清水有所不同,軸向速度分布出現(xiàn)...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管道螺旋流
        1.2.2 高分子聚合物在管道螺旋流中的應用
        1.2.3 壁面切應力測量(Preston法)
    1.3 研究思路及研究內容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究內容
第二章 實驗裝置及驗證實驗
    2.1 實驗裝置
    2.2 測量儀器
        2.2.1 起旋裝置
        2.2.2 直球頭測針
        2.2.3 高精度水壓力傳感器
        2.2.4 電磁流量計與變頻控制器
    2.3 高分子聚合物水溶液
        2.3.1 減阻劑概述
        2.3.2 聚丙烯酰胺水溶液參數(shù)
    2.4 相關公式
    2.5 驗證試驗
        2.5.1 預備實驗
        2.5.2 流速測量系統(tǒng)驗證
        2.5.3 壓力測量系統(tǒng)驗證
第三章 清水管道螺旋流流動特性
    3.1 軸向速度分布
    3.2 周向速度分布
    3.3 壓降特性
第四章 含PAM管道螺旋流流動特性
    4.1 軸向流速分布
    4.2 周向流速分布
    4.3 壓降特性
    4.4 輸固能力—有效起旋距離(流速指標)
        4.4.1 最大周向速度規(guī)律分析
        4.4.2 有效起旋距離(流速指標)計算過程及規(guī)律分析
第五章 壁面切應力測量及在管道螺旋流中的應用
    5.1 間接測量法(Preston法)
    5.2 一維清水管流壁面切應力測量
    5.3 輸固能力—有效起旋距離(力學指標)
        5.3.1 理論分析泥沙顆粒在管道螺旋流中的運動狀態(tài)分析
        5.3.2 理論分析泥沙顆粒在管道螺旋流的受力分析
        5.3.3 壁面切應力周向分量規(guī)律分析
        5.3.4 有效起旋距離(力學指標)計算過程及規(guī)律分析
    5.4 有效起旋距離流速指標與力學指標的對比分析
        5.4.1 計算基礎和合理性分析
        5.4.2 數(shù)據(jù)差異分析
第六章 結論與展望
    6.1 結論與創(chuàng)新點
    6.2 展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文目錄
附錄B 攻讀碩士期間參與的科項目



本文編號：3879654