不同导叶长度的管道车在不运动条件下形成的同心环状缝隙螺旋流水力特性研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文不同导叶长度的管道车在不运动条件下形成的同心环状缝隙螺旋流水力特性研究摘要近年来，随着经济的发展，交通运输在国民经济中占据了至关重要的地位。传统的交通运输方式大都会对环境造成破坏，而随着人类整体环保意识的增强，传统的高耗能、高污染的运输方式逐渐不再适应时代的发展，因此亟需发展一种新型的低碳运输方式。筒装料管道水力输送便是符合这一要求的产物。筒装料管道水力输送作为新兴管道水力输送技术，是对传统管道水力输送技术的补充和完善，本文结合国家自然科学基金“管道缝隙螺旋流水力特性研究（51109155）”和“管道列车水力输送能耗研究（51179116）”，采用理论分

2、析、试验研究和数值模拟相结合的方法，对不同导叶长度的管道车在不运动状态形成的同心环状缝隙螺旋流水力特性进行研究。得出了以下主要结论：（1）相同流量下，随着管道车导叶长度的增加，缝隙螺旋流的压强值，在车后断面和车前断面均表现为先减小后增大再减小的趋势，在车中断面表现为先增大后减小再增大的趋势，其中导叶长度l=0.25L时，三个测试断面平均压强最小。（2）相同流量下，随着管道车导叶长度的增加，缝隙螺旋流的轴向速I太原理工大学硕士研究生学位论文度，在车后断面表现为逐步增大的趋势，在车中断面和车前断面均表现为先减小后增大再减小的趋势，其中导叶长度l=0.75L时，三个测试断面平均轴向速度最大

3、。（3）相同流量下，随着管道车导叶长度的增加，缝隙螺旋流的径向速度，在车后断面表现为先减小后增大再减小的趋势，在车中断面、车前断面均表现为先增大后减小再增大的趋势，其中导叶长度l=0.5L时，三个测试断面平均径向速度最大。（4）相同流量下，随着管道车导叶长度的增加，缝隙螺旋流的周向速度，在车后断面表现为逐渐增大的趋势，在车中断面表现为先增大后减小的趋势，在车前断面表现为先增大后减小再增大的趋势，其中导叶长度l=0.5L时，三个测试断面平均周向速度最大。（5）相同流量下，对于带导叶的管道车，导叶凹侧水流的压强值大于位于导叶凸侧面的压强值，径向速度绝对值的大小关系与压强值的大小关系相同，

4、轴向速度和周向速度绝对值的大小关系与压强值的大小关系相反。（6）同一型号管道车，缝隙螺旋流在车中断面的压强值大于车后断面、车前断面的压强值；缝隙螺旋流在车后断面的轴向流速的最大值出现在靠近车壁的缝隙中心，缝隙螺旋流在车中和车前断面的轴向流速最大值出现在靠近管壁的缝隙中心；缝隙螺旋流在车后断面、车中断面、车前断面的径向速度和周向速度大小的变化趋势均是先减小后增大。（7）利用FLUENT软件对管道车在平直段不运动状态下所产生的缝隙流的流场进行了数值模拟，分析了缝隙流场中的压强和三维速度的变化II太原理工大学硕士研究生学位论文分布特性，并与实测试验对比验证，结果基本一致。本论文的研究成果对

5、静边界缝隙螺旋流的研究和管道车在实际生产中的应用提供一定的理论依据。关键词：水力输送，管道车，缝隙螺旋流，水力特性分布，数值模拟III太原理工大学硕士研究生学位论文STUDYONCONCENTRICANNULARGAPOFSPIRALFLOWCHARACTERISTICSOFDIFFERENTGUIDEVANELENGTHOFTHEPIPEDCARRIAGEFORMEDINTHECONDITIONOFNOTMOVINGABSTRACTInrecentyears,alongwithanunprecedentedeconomicdevelopment,transportationoccu

6、piesacrucialpositioninthenationallife.ThetraditionalwayoftheMetropolitanTransportationdamagetotheenvironment,andwiththewholeofhumanawarenessofenvironmentalprotection,thetraditionalhighenergyconsumption,highpollutionoftransportationgraduallynolongeradapttothetimes,sotheneedtodevelopanewlowcarbon

7、transport.ThehydraulictransportationofTRM(tube-containedrawmaterial)istheproducttomeetthisrequirement.ThehydraulictransportationofTRM(tube-containedrowmaterial)isanemergingconceptinthefieldofpipelinetransportationandaimprovementto