泥沙管道输送试验系统的研制及分析.pdf

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1、第34卷第2期人民黄河Vr)1．34．No．22012年2月YELL0WRIVERFeb．，2012【水文·泥沙】泥沙管道输送试验系统的研制及分析王英杰，阳宁一，金星，(1．深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室，湖南长沙410012；2．长沙矿冶研究院，湖南长沙410012)摘要：为更好地服务于泥沙疏浚工程，研制了泥沙水力输送试验系统，并对不同体积浓度泥沙输送时的阻力特性进行了试验。结果表明：该试验系统设计合理，测量数据准确，可模拟实际工况；泥沙体积浓度较低时，管道的水头损失基本上随着速度的提高单调增大；体积浓度较高时，流速先降低再提高，在临界流速

2、附近存在起伏。关键词：阻力特性；试验系统；管道输送；泥沙中图分类号：TV149文献标识码：Adoi：l0．3969／j．issn．1000—1379．2012．02．013ResearchandAnalysisonExperimentalSystemofSedimentTransportinPipelinesWANGYing—jie，YANGNing一，JINXing，(1．StateKeyLaboratoryofExploitationandUtilizationofDeep—SeaMineralResources，Changsha410012，C

3、hina；2．ChangshaResearchftu把ofMining＆Metallurgy，Changsha410012，China)Abstract：Inordertoofferbetterserviceforsedimentdredgingengineering，sedimenttransportinpipelinesexperimentalsystemhadbeende—signed，thenusedtostudytheflowresistanceofthesedimenttransportatdifferentvolumeconcentra

4、tion．Theresultsshowthatthesystemisreason—able．whichcallbeusedtosimulateactualconditions：thetestdataisaccurateandreliable；whenvolumeconcentrationislOW，theheadlossofsedimentincreasesmonotonousbasicallywiththeincreaseofspeed；whenvolumeconcentrationishigh，headlossdecreasesfirstlyan

5、dincreaseslater．Thereareupsanddownsinthevicinityofthecriticalvelocity．Keywords：resistancecharacteristics；experimentalsystem；pipelinetransportation；sediment泥沙的管道输送是河道、海洋清淤疏浚的一种主要方式，通过疏浚可大大提高河流和湖泊的运输能力⋯。因此，设计并建造泥沙输送试验系统，对于完善管道泥沙输送技术理论、促进管道水力输送技术的工业化应用，具有重要的意义。笔者设计并建造了泥沙水力输送试验系统，并

6、以此为基础进行了泥沙管道输送试验，定性分析了泥沙颗粒在管道中的运动规律和对阻力损失产生的影响。1试验系统概述图1试验系统结构1．1搅拌、泥沙注入及回收系统该试验系统具有以下功能：管道流态的观察及临界流速的试验介质为泥沙和水的混合物，它容易在静止状态下分测定，管道输送阻力特性的试验研究，停泵再启动的试验研究。离、沉降，因此为了使试验过程中保持试验介质的浓度均匀，根据试验目的，整个管道水力输送试验台设计为一水平布置的闭合循环管路系统，见图1。整个装置由动力供浆系统、管收稿日期：20l卜04-03道系统、测试采集系统、控制系统和储料池等组成，各段均有法基金

7、项目：中国大洋矿产资源研究开发协会专项资金资助项目(DYXM—ll5一兰紧密连接，并在管道中串联有玻璃管以供观察。管道总长约o4一O2—02)。作者简介：王英杰(1987一)，男，山东泰安人，硕士研究生，研究方向为管道输30m，弯管部分的曲率为0．3m，管道内径为50mill，材料为无送及有限元分析。缝钢管，占地面积约30nl。E—mail：cumtwyj@126．coln·34·人民黄河2012年第2期配备一台搅拌机来搅拌沙浆，使沙浆中的液体保持为悬浮液，注入与回收系统由储料箱、溢流管等组成。试验开始前，将试2清水运行试验验所需的物料人工注入搅拌桶

8、中，测试完成需回收物料时，将试验系统安装调试后进行了清水长时间运行，并进行了实主循环系统中的闸阀1关闭，切断