管道输沙阻力特性研究

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1、摘要随着浆体管道输送技术在冶金、煤矿、化工、水利和环保等工业领域广泛应用，对两相流动的研究越来越引起了众多学者的广泛关注和兴趣。研究重点主要集中在管内流动状态、浓度和速度分布、临界流速及阻力损失计算四个方面。作为管道输送工程设计的核心内容之一，管道阻力特性的研究具有重要意义。管道输沙阻力损失计算也是江河湖泊、港口航道疏浚工程中的一个基本问题，它是设计输送系统的重要参数，直接关系到动力设备的选型和运行的能耗。本文重点以疏浚工程中泥沙的输送为研究对象，对管内两相流动的阻力特性及临界流速问题进行了初步研究。本文实验研究了中值粒径d。=O．38ram泥沙在不同的浓度和速度下的阻

2、力特性及临界流速，对已有的阻力损失和临界流速计算模型进行了检验、分析和评价。关键词：泥沙水力输送、数学模型、阻力特性、临界流速AbstractWiththeapplicationofthepipeliRetransporttechnologyini1％dustrialfieldssuchasmetallurgy，coalmines，chemicalprocessesandenvironmentprotectlon，moreandmorescholarspayattentlontoandengagelntheresearchoftwo-phasef10W．Thereare

3、fouremphasesinresearch，forinstance，flOWStateinPipeline，distributionofconcel％trationandvelocitY．deposition—limitveIOCityandcalCUlati01％offlOWresistaneeonhead10SS．AsoneofthekeypointSinthedesignofaPipelinetral％spottStudyontheflOWresistanceofPipelinesandtransportiS0fgreatSignificance．Caleula

4、ti01％oftheflOWresiStanceiSalSOthebasieP[oblemindredgingengineeringofrivers，lakes，harborsandwaterways．itiSanimportantfactortothedesignofthesandtransportsystem，becauseitdirectlydeterminesthechoiceofpowerdriyesandoperationcost．ThiSpaperfocusesonthesandtransportindredgingengineeringandStudie

5、stheflOWfrictionheadlOSSandthedeposition一1imitvelocitv．TheexperimentalresearchofflOWresistanceanddeposition一1imitvelocityunderdifferentconcentrationsandflowvelOCitiesiScartiedout．ThepartiClemeandiameteriSequaltodj产O．38ram．CalCUlatiOnanalysiSanddiscussiononthemodelSfortheflowresistanceand

6、deposition—limitvelocityarepresented．Keywords：Sandhydraulictransport，mathematicalmodelS，flowresistance，deposition—limitvelocity第一章绪论1．1管道输送技术的发展概况(1)管道输送技术的发展浆体管道输送在学术研究上属于固液两相流的流体力学问题，是以液体(通常为水)作为载体通过管道输送颗粒物料的一种运输方式。现代管道输送起始于19世纪中叶，在初始阶段，只有个别国家采用小管经、短距离的管道进行水力输送固体物料的研究，输送的浆体浓度较低、年输送量也较小

7、，尚属于小规模的试验探索时期。1906年，奥布莱思、海伍德进行了有压管道内浑水运动特性的研究，特别是布莱奇发表了固液混合浆体的首批室内试验研究报告，为管道输送技术的发展奠定了基础【14】。第二次世界大战到70年代，随着工艺技术的突破，管道水力输送有了大规模的工业应用，世界各国也相继对固体物料的管道输送进行了较深入的理论和试验研究工作，管道水力输送的研究取得了很大的进展。50年代初，众多学者发表了一系列很著名的论文，论述了室内试验研究成果，并以此为根据建立了经验公式，相继发表了一系列的文章，这些研究成果对浆体管道输送工程设计具有重要指导意义