多相流试验装置设计与关键技术研究

论文题目: 多相流试验装置设计与关键技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 载运工具运用工程

作者: 邓义斌

导师: 钟骏杰,范世东

关键词: 多相流,数据采集,控制系统,管道运输,挖泥船

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 管道运输是综合运输体系的重要组成部分,具有运行安全、平稳、可靠等优点。在湖泊清淤、取土固堤以及对航道进行疏浚治理中,疏浚土的输送方式基本是通过水力运输,即通过管道直接把泥浆运送到指定的排泥点。维持管道内流体具有一定压力是流体输送的基本条件,就挖泥船而言,现在作业中的绞吸式挖泥船以固-液两相流输送泥浆的,其不足之处是输运距离短、能耗高、易堵管、排泥管磨损严重,特别是输送距离不够远使得某些工程无法施工。为延长输运距离,传统的方法是采用中间接力泵站,但其投资费用大,而且调整不方便。如何更有效地提高泥浆输送效率、减少能耗是人们一直关注的问题。随着管道输送技术的发展和人们对多相流管道输送特性的研究,在提高泥浆输送效率和远距离泥浆输送的问题上有了新的解决方案,就是加入压缩空气帮助输送。 为了弄清加气输送和二级泵站接力输送各自应用的泥质、浓度等参数范围,需要进行大量的试验。因此研究和设计可行的试验管道系统,并以此进行泥浆管道输送的试验研究具有重要的意义。论文首先从加气减阻和延长排距的机理出发,研究了加气助送的可行性;然后,根据正交性原理用正交表科学的安排试验方案,在短时间内,用较少的投资取得理想的试验效果;再次,根据试验目的设计了多相流试验装置,试验装置由加气助送试验装置和中间接力泵输送装置组成,加气助送试验装置主要完成加气延长排距试验,向排泥管内加入压缩空气,利用气体的减阻和助推作用使泥质的输送距离得到延长,中间接力泵站试验装置主要完成与加气助送的比较试验;论文详细介绍了试验装置的测控系统,在测试系统中,从传感器、智能仪表、现场总线到上位机程序设计,每一个环节都进行了详细的说明;在控制系统中,着重论述了可编程逻辑控制器、变频器及网络通讯技术;并阐述了测控系统的调试过程;最后,根据试验数据的处理流程,用VC++开发了专用的数据处理程序,减轻了数据处理人员的劳动强度。

论文目录:

第1章 引言

1．1 课题研究的目的和意义

1．2 多相流管道输送研究与应用概况

1．3 论文研究目标和主要工作

第2章 加气助送机理与试验装置设计

2．1 加气减阻机理分析

2．2 加气延长排距机理分析

2．3 试验装置结构设计

2．3．1 总体结构设计

2．3．2 装置结构设计

2．3．3 加气喷嘴设计

2．4 试验方案设计

2．4．1 正交试验设计概述

2．4．2 正交性原理

2．4．3 正交试验设计在试验中的应用

2．5 本章小结

第3章 试验台测试系统的开发

3．1 测试系统的功能与结构

3．2 测试系统的开发

3．2．1 传感器的选型及其介绍

3．2．2 智能仪表工作原理及应用

3．2．3 串行通信总线标准接口

3．2．4 上位机程序设计

3．3 本章小结

第4章 试验台控制系统的开发

4．1 控制系统的功能与结构

4．2 控制系统的实现

4．2．1 可编程逻辑控制器的应用

4．2．2 变频器的原理及应用

4．2．3 系统的网络通信

4．3 本章小结

第5章 测控系统的调试

5．1 试验装置的现场调试

5．1．1 测试部分调试

5．1．2 控制部分调试

5．1．3 综合调试

5．2 试验装置调试体会

5．3 本章小结

第6章 试验数据处理系统的开发

6．1 计算依据

6．1．1 管道阻力损失计算

6．1．2 功耗计算比较

6．2 数据处理软件的开发

6．2．1 数据源的配置模块

6．2．2 数据提取与计算模块

6．2．3 图形文件输出模块

6．3 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2006-01-04

参考文献

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