基于壓力損失的混凝土溫噴機(jī)S管閥優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、混凝土濕噴機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于地下工程噴錨支護(hù)的專用設(shè)備，而S管閥是其混凝土泵中一個(gè)至關(guān)重要的部件。在混凝土濕噴機(jī)工作過(guò)程中它與兩個(gè)混凝土泵送缸交替對(duì)接，從而完成混凝土的吸料與排料動(dòng)作。S管閥內(nèi)混凝土的流動(dòng)為流態(tài)非常復(fù)雜的固—液兩相流，它的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到混凝土在管中的流動(dòng)模式和壓力損失。本文根據(jù)相關(guān)理論對(duì)S管閥進(jìn)行較為深入的研究，得出了一些對(duì)S管閥設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義的結(jié)論。
　　 論文完成的主要研究工作有:
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2、.根據(jù)現(xiàn)有混凝土泵送相關(guān)理論，分析研究了混凝土在輸送直管、彎管和錐管中的壓力損失，推導(dǎo)出混凝土濕噴機(jī)泵送總壓力計(jì)算公式。根據(jù)S管內(nèi)混凝土固液兩相流的特征，建構(gòu)了歐拉—?dú)W拉雙流體方程，并分析了湍流模型和拖拽系數(shù)模型;
　　 2.建立了S管閥的實(shí)體模型并且設(shè)置邊界條件，對(duì)其進(jìn)行兩相流數(shù)值模擬，得到了S管內(nèi)部的速度、壓力以及湍流的分布規(guī)律。用圓形彎管極坐標(biāo)建模方法，對(duì)S管閥中的各點(diǎn)位置進(jìn)行定位，并且得到不同角度下的壓力曲線。
　

3、　 3.用量綱分析中的“π定理”對(duì)S管閥各參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立S管閥仿真模型，并且對(duì)其進(jìn)行多次數(shù)值模擬，得到S管閥的直徑、彎曲半徑和水平各段長(zhǎng)度對(duì)管內(nèi)壓力損失的影響規(guī)律;此外，還研究了不同運(yùn)行參數(shù)（混凝土進(jìn)口速度、固體體積濃度以及顆粒大?。?duì)壓力損失的影響，最后提出S管閥的各個(gè)參數(shù)優(yōu)化范圍并推導(dǎo)出了S管閥最優(yōu)拋物線方程。
　　 4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化后的S管閥具有更小的壓力損失以及固體體積濃度對(duì)S管閥壓力損失的影響,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模