不同導(dǎo)流條長度管道車運移時的縫隙螺旋流流速特性研究.pdf

1、筒裝料管道水力運輸是一種環(huán)保、節(jié)能、高效安全的運輸方式。該輸送方式符合我國可持續(xù)發(fā)展的理念，是一種節(jié)能環(huán)保的新型管道水力輸送方法。這種運送方法跟傳統(tǒng)的漿體管道水力和型料管道水力運送方式有所區(qū)別，是一種新時代下極有研發(fā)前景的科學(xué)技術(shù)，具有非常廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。
　　本文結(jié)合國家自然基金項目“管道列車水力輸送能耗研究(51179116)”、“管道縫隙螺旋流水力特性研究(51109155)”和山西省自然科學(xué)基金項目(201501106

2、7)，通過試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對不同導(dǎo)流條長度管道車運移時產(chǎn)生的縫隙螺旋流流速特性進行研究，得出如下結(jié)論：
　　(1)當(dāng)導(dǎo)流條長度為唯一變量時，管道車在管道內(nèi)的運移速度隨著導(dǎo)流條長度的增大而增大；當(dāng)管道車的車型為唯一變量時，管道車運移速度從大到小依次為車型L×D=150×70mm管道車、L×D=100×70mm管道車、L×D=150×60mm管道車，由此可見管道車車徑對運移速度的影響大于管道車的長度。
　　(2)當(dāng)不

3、同導(dǎo)流條長度管道車在平直管段運移時，其縫隙內(nèi)水流在靠近管道車車端的斷面上水流速度分布稍有不同，主要表現(xiàn)在流速形成的渦區(qū)更多以及速度梯度變大。對于同一管道車，沿車身方向縫隙螺旋流的三維流速分布規(guī)律是由不穩(wěn)定向穩(wěn)定趨近，再逐漸變?yōu)椴环€(wěn)定?？p隙螺旋流的軸向速度分布相對于其徑向和周向速度分布相對穩(wěn)定，且軸向速度的數(shù)值也遠(yuǎn)大于縫隙流的徑向和周向速度；導(dǎo)流條長度的增大會影響縫隙內(nèi)水流徑向流動的方向，導(dǎo)流條越長，方向為背離管道圓心的水流就越多；同種車

4、型管道車隨著導(dǎo)流條長度的增大，縫隙內(nèi)各斷面周向流速基本呈增大的趨勢。
　　(3)在其他工況不變的情況下，以車中斷面3斷面為研究斷面，得出當(dāng)極軸附近沒有導(dǎo)流條存在時，縫隙螺旋流的軸向流速在離管道中心44mm處達到最大值，而當(dāng)極軸附近有導(dǎo)流條的存在時，軸上的水流軸向流速變化趨勢發(fā)生明顯的變化，在布置的測環(huán)上，離管道中心越遠(yuǎn)，其軸向流速越大。
　　(4)在其他工況不變的情況下，縫隙內(nèi)測試斷面極軸上的軸向速度沿車身方向分布規(guī)律基本相

5、似，沿車身從車后斷面到車前斷面呈先增大后減小再增大再減小的“M”字型趨勢。而縫隙螺旋流的徑向和周向速度沿車身上測試斷面的突變頻率較高，并在4斷面（車中和車前中間的斷面）處出現(xiàn)較大的數(shù)值。
　　(5)通過比較不同導(dǎo)流條長度管道車的平均運移速度、縫隙流平均速度和管道內(nèi)水流的平均流速，得出了當(dāng)導(dǎo)流條長度增大時，管道車運移平均速度和縫隙流平均流速的變化率，分析了不同導(dǎo)流條長度對管道車運移速度和縫隙流平均速度帶來的影響。
　　(6)通