泥沙管道输送计算方法探讨.pdf

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1、2014年5月水运工程May．2014第5期总第491期Port&WaterwayEngineeringNo．5SerialNo．491■(1泥沙李铭管志道，何输炎平送，计韩算政方，黄法探超讨．上海交通大学海洋工程国家重点试验室，上海200240；2．中港疏浚有限公司，上海200120)摘要：对当前使用较多的泥沙管道输送计算方法包括王绍周公式、Durand公式、Wasp公式、Turian公式及Wilson公式分别进行了详细介绍。并就某工程项目分别使用不同计算方法进行计算，且与实际测量数据进行比较分析，以供设计人员和

2、施工人员参考。关键词：两相流；泥沙输送；管道输送；水力输送中图分类号：U616．21文献标志码：A文章编号：1002—4972(2014)05—0036—05CalculationmethodsofslurrytransportationbypipelineLIMing—zhi，HEYan—ping，HANZheng，HUANGChao(1．StateKeyLaboratoryofOceanEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；2．C

3、HECDredgingCo．，Ltd．，Shanghai200120，China)Abstract：Severalpopularresistancecalculationmethodsforslurrytransportationbypipeline，includingWangShaozhou’Sway，Durand’Smode，Wasp’Sformula，Turian’Sequation，andWilson’Smanneraredescribedindetail，andtheresultsbythemaregiv

4、enandcomparedwiththemeasuredata，theresultofwhichmayserveasreferenceforthedesignersandoperators．Keywords：twophaseflow；slurrytransportation；pipelinetransportation；hydraulictransportation由于泥沙浆体中颗粒之间相互作用的不确定，还存在一个试验的精度问题，凡此种种都会促使目前还不能通过理论推导直接给出浆体管道摩阻利用试验结果推断未来的实际情

5、况具有一定的模损失的计算公式，只能基于试验和生产数据给出糊性和盲目性。半理论半经验的计算方法。浆体管道的摩阻损失因此近些年来国内外学者都趋向于主张通过是疏浚工程设计中的重要参数之一，管道摩阻损流变参数来预测浆体管道摩阻损失，问题在于怎失的大小直接决定系统的产量和能耗。因此在系样预测，这就存在依据何种理论的问题。统设计过程中要求计算尽可能地符合实际，计算值偏大会带来资源浪费，计算值偏小会使生产运1典型理论行不可靠。不同学者提出过不同的理论，目前浆体管道为了使设计中的浆体管道摩阻损失不至于产计算中常遵循的典型理论包括：

6、扩散理论、重力生过大的出入，曾有人期望通过环管试验直接给理论和能量理论。出浆体管道的摩阻损失，以规避比较复杂的影响扩散理论的基本论点是两相流中固体颗粒与流因素。但这未必是可靠的途径，因为如何从模型体质点一起参加扩散，因此可把浆体视作为与浆体试验结果放大到原型存在着比尺效应问题，试验密度相同的纯液体。其摩阻损失i的基本形式为：条件也难以保证与未来的生产条件相吻合。另外，i=iwS(1)收稿日期：2013-09—15作者简介：李铭志(1983一)，男，工程师，主要从事船舶设计方面的研究。第5期李铭志，等：泥沙管道输送计

7、算方法探讨·37·式中：i为清水摩阻损失；S为浆体密度比。均小于5％[11。重力理论的基本论点是重力能耗，两相流的2．2Durand公式。能量消耗由于重力的增加而大于输送清水时的能DurandR．在大量试验中发现，附加阻力与福量消耗。其摩阻损失的基本形式为：氏数之间存在良好的关系。进一步试验发现，当颗i=i+△(2)粒粒径大于2Inn后，附加阻力与福氏数之比值不式中：△f为附加摩阻损失。再随颗粒粒径的变化而变化，因此，Durand引入了单独依靠某种理论都有其局限性，扩散理论阻力系数，解决了不同颗粒粒径的问题。最后综

8、合忽略了固体颗粒与流体质点扩散的不同及其相互不同密度比的物料试验结果，回归得出如下公式：作用，因此扩散理论只在粒度较小、浓度较低的浆体输送计算中误差较小。重力理论只考虑了使1+121【·r)固体悬浮所需的能量，而未考虑固体颗粒在运动(6)中的能量消耗。式中：为颗粒密度比。该公式对管径40～580mm，王绍周[1在前两种理论的基础上提出了能量平均粒径0．2~2