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水平管道中沉降性浆体处于推移与完全悬移状态间推移量的研究

作　者: 孟庆华
导　师: 许振良
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 采矿工程
关键词: 推移质和悬移质系数k4 水平管道沉降性浆体
分类号: U171
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

水平管道内沉降性浆体输送工程中,固体颗粒处于推移与完全悬移状态间推移量的研究对管道的安全运行和减小摩阻损失有十分重要的意义; 特别是推移运动状态的固体颗粒即推移质占固体颗粒总质量的比例系数k₄的研究,不但影响管道中固体颗粒与管壁之间的相互作用情况,而且还影响了管道内的水力坡度以及速度分布。本文在现有专家学者的研究成果的基础上,从水平管道中推移质与悬移质组成的几何关系出发,通过推移质的厚度与两相流体的流动特性、颗粒特性等因素建立的数学模型,确立了系数k₄的数学表达式。经过检验,理论计算结果与已有的试验都数据较为符合,故本文中所推导出的公式可以作为设计和运行时的有益的参考。

全文目录

1. 浆体管道输送综述  8-16
  1.1 引言  8
  1.2 水平管道浆体输送国内外应用现状  8-10
  1.3 浆体管道输送的优缺点  10-12
  1.4 浆体管道输送的发展方向  12-14
  1.5 两相流研究在我国国民经济建设中的地位及研究意义  14-15
  1.6 本文的研究任务  15-16
2. 浆体管道输送的基本参数  16-34
  2.1 固体粒子的粒度特性  16-20
    2.1.1 固体颗粒的大小和形状  16-18
    2.1.2 空隙率与堆积密度  18-19
    2.1.3 颗粒级配  19
    2.1.4 固体颗粒的水下休止角  19-20
  2.2 浆体流动状态的划分  20-23
    2.2.1 以固体颗粒大小进行划分  20-21
    2.2.2 以浓度均匀性标准划分  21
    2.2.3 以切应力与切变率关系进行划分  21-23
    2.2.4 以雷诺数数值划分  23
  2.3 固体颗粒的自由沉降速度  23-27
  2.4 浆体流动的基本参数  27-34
    2.4.1 浆体密度与浓度的关系  27-29
    2.4.2 排出浓度与管内浓度的关系  29-31
    2.4.3 浆体的粘性及其与浆体浓度的关系  31-34
3. 水平管道内非均质流速度分布的解析模型  34-43
  3.1 概述  34
  3.2 颗粒处于悬浮状态下的清水与固体颗粒速度分析  34-37
  3.3 定常流状态下的固体颗粒受力及运动分析  37-38
  3.4 固体颗粒处于滑、跳移时,固体颗粒速度变化分析  38-40
  3.5 固体颗粒处于滑、跳移时,固体颗粒受力及运动分析  40-41
  3.6 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  41-42
  3.7 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  42-43
4. 非均质流管道水力坡度的计算模型  43-45
  4.1 概述  43
  4.2 非均质流水平管道水力坡度模型的建立  43-45
5. 系数k_4的确定  45-62
  5.1 系数k_4 的定义  45
  5.2 确定系数k_4 的意义  45
  5.3 系数k_4 的研究现状  45-46
  5.4 求解系数k_4 模型的建立  46-53
    5.4.1 流动状态的划分  46-47
    5.4.2 推移质与悬移质的之间几何比例关系  47-48
    5.4.3 推移质层厚度的确定及k_4 的求解  48-52
    5.4.4 系数k_4 求解计算流程图  52-53
  5.5 系数k_4 的理论计算与结果分析  53-55
    5.5.1 系数k_4 的理论计算  53-54
    5.5.2 计算结果的理论分析  54-55
  5.6 水力坡度解析过程及理论计算结果的分析  55-60
    5.6.1 固体颗粒移动状态的判定及公式的选择  55-56
    5.6.2 预计非均质流管道水力坡度所需要的输送条件  56
    5.6.3 用于验证理论计算结果的试验数据及试验条件  56
    5.6.4 理论计算的水力坡度与试验测试结果的对比  56-60
  5.7 系数k_4 计算的影响因素的分析  60-62
6. 结论  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66

水平管道中沉降性浆体处于推移与完全悬移状态间推移量的研究

内容摘要

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