圆管流动水击压力波测量及水力计算

为探索水击现象的物理过程和机理,研制了自循环定常流动管路瞬态特性计算机控制试验装置,并利用该装置进行圆管流动水击压力波实验测量。用12只扩散硅压力传感器测定圆管流动水击压力波瞬态分布及最大、最小压力值,由试验数据拟合出水击波波形,揭示了水击压力波传播方式、特性及衰减规律。通过分析随机捕捉测量技术方法,理论上推断出测量数据达到可信精度。在归纳分析试验数据基础上,得出最大压力随关阀时间的关系曲线,对圆管流动直接水击等概念进行了探讨,用数值分析方法拟合出水击最大压力水力计算修正方程式。     

浆体管道输送水击压力波波速的探讨

在考虑自由气体存在的影响下,推导出浆体水击压力波波速的计算公式.分析表明很少量的气体存在会使波速明显降低. 气体体积浓度较大时波速随浆体浓度的增大而减小,重质物料的减小趋势较为明显;气体体积浓度较小时轻质物料波速随浓度的增加而增加.相同条件下非均质流波速比伪均质流波速大,两者差异主要受浆体中固体物料的密度和浆体体积浓度影响. 考虑气体影响作用的浆击波速计算值与实测结果更吻合.     

深海采矿中试系统水力提升管道水击压力分析

深海采矿系统可能由于突然停泵、断电或机械故障等引起提升管道中流体速度瞬间变化, 导致管道内压力剧烈变化, 这种水击现象对管道破坏极大. 基于固液两相流体连续性原理和动量定理, 推导出含粗颗粒的固液两相流体管道水击压力的计算公式. 采用深海采矿中试系统参数, 模拟计算不同水体流速、不同流体浓度以及不同管径条件下的水击压力. 分析结果表明, 流速、体积浓度和管径是影响水击压力的重要因素, 其中, 流速影响最大. 研究结果可为深海采矿系统工程设计提供依据.     

低温盲支管诱发水击振动的实验研究

低温加注管路系统难以避免存在盲支管结构,当系统中发生参数突变时,会存在诱发低温盲支管填充水击振动现象。本文从实验角度探索诱发低温盲支管填充水击振动的成因,结果表明:当盲支管处于热态时,通过对盲支管进行排气扰动,可诱发低温液体填充盲支管水击振动;管路系统的背压越高,盲支管水击振动压力值越大。     

复杂管系中水击波传播特性的分析和计算

本文利用水击波在管系中传播特性导出了分叉管端的边界条件,采用拉普拉斯变换方法得到了管系中水击波传播的解析解,並且运用拉格朗日一欧拉方法进行数值计算。     

90°弯管中瞬变流特性的实验研究

本文对水击波在90°弯管内部的传播特性进行了测试,得出了弯管中不同部位水击压力的数值及其随流速的变化规律.     

环形断面管道水击波速公式推导及其摩阻损失分析

为研究石油开采、轴流泵等工程中环形断面管道液流的运动规律和现象,探讨目前鲜见研究的环形断面管道水击问题．文章针对环形断面管道的结构特点和流体运动特性,推导了环形断面管道水击波速的计算公式,讨论了公式中液流摩阻项的计算方法和对公式的影响．得出的环形断面管道水击波速公式,可为其液流流动规律和特性的进一步研究提供参考.     

水击驻波场中分散相颗粒的运动分析

根据水击在管段内形成的驻波场现象,分析了流体内分散相颗粒受到的驻波作用力;运用李雅普诺夫稳定判据研究了颗粒积聚与分离的机理;考虑到颗粒运动方程的严重刚性而很难进行数值求解,采用相空间和非对称分析方法获得了分散相颗粒的运动轨迹近似解,并进行了实验验证。结果表明:水击驻波场中分散相颗粒的受力方程中惯性项对颗粒初始运动速率的影响不可忽略;在水击驻波波节的±λ/4范围内,分散相颗粒经过一定的时间会发生积聚,其运动速度呈对称分布,最大速度出现在3λ/8位置处;随着分散相颗粒粒径和密度等物性参数以及水击驻波的频率和连续相初始速度的增大,颗粒达到平衡位置的时间呈减小趋势,且连续相的初始速度对颗粒到达波节时间的影响显著。     

复合管道气液固三相流浆体水击压强和水击波速计算

浆体中的含气量对水击压强和波速产生重要的影响。提出了考虑含气量的浆体即气液固三相流浆体水击波速计算公式,分析了考虑气泡的存在对浆体水击波速的影响,对某一复合管道内气液固三相流浆体水击压强进行了计算.