不同輸送荷載管道車在平直管道運行時的車后水力特性研究.pdf

1、本文采用激光流速儀(LDV)對不同輸送荷載條件下管道車在平直管道內運行的水力輸送特進行了試驗研究，通過將理論分析與試驗研究得到不同輸送荷載條件下管道車在平直管段內運行時車后管流的水力特性規(guī)律，可為今后管道車水力輸送的進一步理論完善和投產(chǎn)設計提供一定依據(jù)。本文基于國家自然科學基金資助項目《管道列車水力輸送能耗》(項目編號:51179116)，通過大量的試驗數(shù)據(jù)得出系列規(guī)律。結果表明:
　　1.不同輸送荷載的管道車在平直測試管段內運行

2、時，車后軸向管流的流速等值線分布呈類同心環(huán)狀結構;管道車車后的管流軸向速度數(shù)值從測試斷面中心向外環(huán)減小，中心較高速度環(huán)的位置略有偏移;管道車車后管流的徑向速度相較于軸向速度小一個數(shù)量級，徑向速度方向總體指向測試斷面中心，徑向速度的等值線分布呈不規(guī)則的樣條狀，分布較為紊亂，隨著管道車輸送荷載的增加，車后管流的徑向速度分布并未隨之有明顯改變;周向流速方向總體沿順時針方向，中心區(qū)域的周向速度值大于外環(huán)的速度值;
　　2.位于靠近測試斷面

3、邊壁的測點(45，120°)，其軸向速度明顯小于其他三個測點的軸向速度;隨著輸送荷載的增加，管道車車后管流的軸向速度并未隨之出現(xiàn)明顯波動，特殊測點的波動趨勢基本一致;隨著輸送荷載的增加，車后管流的徑向速度受影響明顯，出現(xiàn)明顯波動，但并無定性規(guī)律;中心測點(0，0°)的徑向速度隨著輸送荷載的變化呈平穩(wěn)態(tài)勢;
　　3.從整體變化趨勢來看，極軸上各測點的三維速度均為軸向速度大于周向速度，周向速度大于徑向速度;隨著極半徑的改變，徑向速度和

4、周向速度值并未隨測點位置的改變出現(xiàn)明顯變化;隨著輸送荷載的增加，靠測試斷面邊壁位置處測點的軸向速度仍小于中心區(qū)域處測點的軸向速度，這同無管道車在管流內時一致;隨著輸送荷載的增加，中心測點(0，0°)及其附近的測點的軸向速度略有下降;
　　4.由于管道車的介入，水流推動其斷面使其運動，產(chǎn)生能量交換，車后水流的軸向脈動速度變化幅度也發(fā)生了改變，其中影響最大的是以測試斷面中心區(qū)域;兩種車型在同一輸送荷載和雷諾數(shù)工況下，車后管流的軸向脈動

5、流速波動強度存在差異性;
　　5.隨著輸送荷載的增加，中心測點(0，0°)處的軸向脈動強度隨之明顯增大;徑向、周向脈動強度隨著輸送荷載的增加，沒有明顯的相隨性規(guī)律，基本保持穩(wěn)定態(tài)勢;管道車車后管流的徑向、周向脈動強度隨位置的變化表現(xiàn)得最為穩(wěn)定，軸向脈動強度隨著輸送荷載的變化在同一位置處出現(xiàn)了明顯變化;
　　6.管道車介入管流后改變了管道水流的脈動強度，但僅軸流隨著輸送荷載的增加變化非常明顯，因此，管道車給管流所帶來的能量的消