浓度对水平管道沉降性浆体临界流速的影响

论文摘要

沉降性浆体长距离管道输送工程中,为了确保管道输送的高效、安全,需要准确的确定临界流速。到目前为止,许多专家学者对这方面进行了研究,考虑了很多的因素对于临界流速的影响。但其结果多是针对特定的条件而得出的经验公式,通用性不强。本文在借鉴已有的研究成果,特别是导师提出的水平管道固体颗粒部分处于悬移而另一部分处于滑、跳移状态下的非均质流摩阻损失模型理论的基础上,提出了一种用逼近法求解临界流速的新方法,进而在这种方法基础上研究了浓度这一因素对于临界流速的影响。在一定条件下确定了浓度与临界速度的关系,最后用有关的数据对这一结论进行了检验,得到的结果与实际测量的结果较为符合。故本文得出的结论可以作为有关的设计与运行时的有益的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 浆体管道输送综述
• 1.1 浆体管道输送历史和应用现状
• 1.2 浆体管道输送发展方向
• 1.3 本文的研究任务
• 2. 浆体管道输送的基本参数
• 2.1 固体粒子的粒度特性
• 2.1.1 空隙率与堆积密度
• 2.1.2 固体颗粒的大小和形状
• 2.1.3 固体颗粒的水下休止角
• 2.2 固体颗粒的自由沉降速度
• 2.3 浆体流动的基本参数
• 2.3.1 排除浓度与管内浓度的关系
• 2.3.2 浆体的粘性及其与浆体浓度的关系
• 2.3.3 浆体密度与浓度的关系
• 2.4 浆体流动状态的划分
• 2.4.1 以固体颗粒大小进行划分
• 2.4.2 以浓度均匀性标准划分
• 2.4.3 以切应力与切变率关系进行划分
• 2.4.4 以雷诺数数值划分
• 3. 临界流速及摩阻损失的研究现状
• 3.1 水平管道临界流速方面的研究成果及其局限性
• 3.2 临界流速影响因素分析
• 3.2.1 固体密度对临界流速的影响
• 3.2.2 管道直径对临界流速的影响
• 3.2.3 浆体颗粒组成对管道临界流速的影响
• 3.3 浆体摩阻损失的研究
• 4. 非均质流水平管道流速、摩阻损失的解析模型
• 4.1 概述
• 4.2 颗粒处于悬浮状态下的清水与固体颗粒速度分析
• 4.3 定常流状态下的固体颗粒受力及运动分析
• 4.4 固体颗粒处于滑、跳移时,固体颗粒速度变化分析
• 4.5 固体颗粒处于滑、跳移时,固体颗粒受力及运动分析
• 4.6 固体颗粒部分处于悬移，部分处于推移时的非均质流速度分析
• 4.7 固体颗粒部分处于悬移，部分处于推移时的非均质流受力及运动分析
• 4.8 非均质流水平管道水力坡度模型的建立
• 5. 建立非均质流水平管道临界流速模型
• c'>5.1 逼近法求解临界流速V_c
• 5.2 临界流速的计算流程图
• 5.3 临界流速的理论计算结果与实验验证结果的比较
• 5.4 数据分析
• 5.5 逼近法求解临界流速的方法与 C.A.Shook 等公式的比较
• 6. 浓度与临界流速之间关系的分析
• 6.1 浓度对与临界流速之间关系的研究现状
• 6.2 分析浓度与临界流速之间关系
• 6.3 浓度与临界流速关系的理论分析结果与实验结果的比较
• 7. 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果