不同輸送荷載管道車在平直管道運(yùn)行時的車后水力特性研究.pdf

1、本文采用激光流速儀(LDV)對不同輸送荷載條件下管道車在平直管道內(nèi)運(yùn)行的水力輸送特進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過將理論分析與試驗(yàn)研究得到不同輸送荷載條件下管道車在平直管段內(nèi)運(yùn)行時車后管流的水力特性規(guī)律，可為今后管道車水力輸送的進(jìn)一步理論完善和投產(chǎn)設(shè)計提供一定依據(jù)。本文基于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目《管道列車水力輸送能耗》(項(xiàng)目編號:51179116)，通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出系列規(guī)律。結(jié)果表明:
　　1.不同輸送荷載的管道車在平直測試管段內(nèi)運(yùn)行

2、時，車后軸向管流的流速等值線分布呈類同心環(huán)狀結(jié)構(gòu);管道車車后的管流軸向速度數(shù)值從測試斷面中心向外環(huán)減小，中心較高速度環(huán)的位置略有偏移;管道車車后管流的徑向速度相較于軸向速度小一個數(shù)量級，徑向速度方向總體指向測試斷面中心，徑向速度的等值線分布呈不規(guī)則的樣條狀，分布較為紊亂，隨著管道車輸送荷載的增加，車后管流的徑向速度分布并未隨之有明顯改變;周向流速方向總體沿順時針方向，中心區(qū)域的周向速度值大于外環(huán)的速度值;
　　2.位于靠近測試斷面

3、邊壁的測點(diǎn)(45，120°)，其軸向速度明顯小于其他三個測點(diǎn)的軸向速度;隨著輸送荷載的增加，管道車車后管流的軸向速度并未隨之出現(xiàn)明顯波動，特殊測點(diǎn)的波動趨勢基本一致;隨著輸送荷載的增加，車后管流的徑向速度受影響明顯，出現(xiàn)明顯波動，但并無定性規(guī)律;中心測點(diǎn)(0，0°)的徑向速度隨著輸送荷載的變化呈平穩(wěn)態(tài)勢;
　　3.從整體變化趨勢來看，極軸上各測點(diǎn)的三維速度均為軸向速度大于周向速度，周向速度大于徑向速度;隨著極半徑的改變，徑向速度和

4、周向速度值并未隨測點(diǎn)位置的改變出現(xiàn)明顯變化;隨著輸送荷載的增加，靠測試斷面邊壁位置處測點(diǎn)的軸向速度仍小于中心區(qū)域處測點(diǎn)的軸向速度，這同無管道車在管流內(nèi)時一致;隨著輸送荷載的增加，中心測點(diǎn)(0，0°)及其附近的測點(diǎn)的軸向速度略有下降;
　　4.由于管道車的介入，水流推動其斷面使其運(yùn)動，產(chǎn)生能量交換，車后水流的軸向脈動速度變化幅度也發(fā)生了改變，其中影響最大的是以測試斷面中心區(qū)域;兩種車型在同一輸送荷載和雷諾數(shù)工況下，車后管流的軸向脈動

5、流速波動強(qiáng)度存在差異性;
　　5.隨著輸送荷載的增加，中心測點(diǎn)(0，0°)處的軸向脈動強(qiáng)度隨之明顯增大;徑向、周向脈動強(qiáng)度隨著輸送荷載的增加，沒有明顯的相隨性規(guī)律，基本保持穩(wěn)定態(tài)勢;管道車車后管流的徑向、周向脈動強(qiáng)度隨位置的變化表現(xiàn)得最為穩(wěn)定，軸向脈動強(qiáng)度隨著輸送荷載的變化在同一位置處出現(xiàn)了明顯變化;
　　6.管道車介入管流后改變了管道水流的脈動強(qiáng)度，但僅軸流隨著輸送荷載的增加變化非常明顯，因此，管道車給管流所帶來的能量的消