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多相流试验装置设计与关键技术研究

作　者: 邓义斌
导　师: 钟骏杰；范世东
学　校: 武汉理工大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 多相流 数据采集 控制系统 管道运输 挖泥船
分类号: U171
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 264次
引　用: 4次
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内容摘要


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。

全文目录


第1章 引言  8-13
  1．1 课题研究的目的和意义  8-10
  1．2 多相流管道输送研究与应用概况  10-11
  1．3 论文研究目标和主要工作  11-13
第2章 加气助送机理与试验装置设计  13-29
  2．1 加气减阻机理分析  13-15
  2．2 加气延长排距机理分析  15-19
  2．3 试验装置结构设计  19-23
    2．3．1 总体结构设计  19-21
    2．3．2 装置结构设计  21-22
    2．3．3 加气喷嘴设计  22-23
  2．4 试验方案设计  23-28
    2．4．1 正交试验设计概述  23
    2．4．2 正交性原理  23-25
    2．4．3 正交试验设计在试验中的应用  25-28
  2．5 本章小结  28-29
第3章 试验台测试系统的开发  29-43
  3．1 测试系统的功能与结构  29-30
  3．2 测试系统的开发  30-42
    3．2．1 传感器的选型及其介绍  30-33
    3．2．2 智能仪表工作原理及应用  33-36
    3．2．3 串行通信总线标准接口  36-38
    3．2．4 上位机程序设计  38-42
  3．3 本章小结  42-43
第4章 试验台控制系统的开发  43-58
  4．1 控制系统的功能与结构  43-44
  4．2 控制系统的实现  44-57
    4．2．1 可编程逻辑控制器的应用  44-48
    4．2．2 变频器的原理及应用  48-53
    4．2．3 系统的网络通信  53-57
  4．3 本章小结  57-58
第5章 测控系统的调试  58-62
  5．1 试验装置的现场调试  58-60
    5．1．1 测试部分调试  58-59
    5．1．2 控制部分调试  59
    5．1．3 综合调试  59-60
  5．2 试验装置调试体会  60-61
  5．3 本章小结  61-62
第6章 试验数据处理系统的开发  62-70
  6．1 计算依据  62-64
    6．1．1 管道阻力损失计算  62-64
    6．1．2 功耗计算比较  64
  6．2 数据处理软件的开发  64-69
    6．2．1 数据源的配置模块  65-66
    6．2．2 数据提取与计算模块  66
    6．2．3 图形文件输出模块  66-69
  6．3 本章小结  69-70
第7章 结论与展望  70-72
  7．1 结论  70
  7．2 展望  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

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中图分类: > 交通运输 > 综合运输 > 管道运输 > 管道运输理论
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