真空管道水力特性试验研究.pdf
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1、第 4 1卷 第 1 1期 2 0 1 5年 1 1月 水 力 发 电 真 空 管 道 水 力 特 性 残 验 研 究 张 小莹 ,李 琳 ,王梦婷 ,谭义海 ( 1 新疆农 业大学水利 与土木工程 学院 ,新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 5 2; 2 新疆新 能源新风投资开发有 限公 司,新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 摘要 :通过对真空有压输水管道输水能力 的试验 研究 ,观测到不同安装高度下 的气液两 相流 流型现象。量测 了不 同安装 高度相应水位差下的流量 的大小 ,并分析 了流量的变化规律 。通过观察 ,虹吸管 内气液两相 流流型随着安装 高度 的增 加 由气泡流转化为气
2、团流。对 比面积 减小 率与流量减小率得到 :当管内为气泡 流时 ,面积减小 率与流量 减 小率 相差不大 ;当管 内为气 团流 时,面积减小率接 近于流量减小率的一半 。 关键词 :真空有压管道 ;输水能力 ;气泡流 ;气 团流 Expe r i me nt a l Re s e ar c h o n Hy dr a ul i c Ch ar a c t e r i s t i c s of Vac u um Pi pe l i ne ZHANG Xi a o y i ng , LI Li n , W ANG Me ng t i ng , TAN Yi h a i ( 1 C o l l e
3、 g e o f Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d C i v i l E n g i n e e r i n g ,Xi n j i a n g Ag r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,Ur u mq i 8 3 0 0 5 2 ,Xi n j i a n g ,C h i n a ; 2 Xi n ii a n g Ne w E n e r g y Xi n f e n g I n v e s t me n t De v e l o p me n t C o ,L t d ,Ur u mq i 8 3
4、0 0 0 0 ,X i n j i a n g ,C h i n a ) Abs t r a c t :By e x pe r i me n t a l s t u di e s o f wa t e r c o n v e y a n c e c a p a c i t y o f v ac uu m p r e s s u r e wa t e r p i p e ,t h e g a s l i q u i d t wo p ha s e flo w ph e n o me n a un d e r d i f f e r e n t i ns t a l l a t i o n he
5、 i g h t a r e o bs e r v e dTh e flo w r a t e s u nd e r di f f e r e nt i n s t a l l a t i o n h e i g ht a nd c o r r e s p o n di ng wa t e r l e v e l d i f f e r e nc e a r e me a s ur e d a n d t h e c h a n g i ng r u l e o f wa t e r f l o w i s a na l y z e dThe s t ud y f i nd s t h a t
6、 ,wi t h t he i n c r e as e o f t h e i n s t a l l a t i o n h e i g ht , t he g a s l i qu i d t wo ph a s e flo w pa t t e r n i n s i p ho n c o n ve r t s i n t o a i r ma s s f l o w f r o m bu b bl e f l o w The c o m p a r i s o n o n a r e a r e d u c t i o n a n d fl o w d e c r e a s e r
7、 a t e s s h o w s t h a t :( a )w h e n t h e t u b e i s b u b b l e fl o w ,t h e a r e a r a t e a n d fl o w d e c r e a s e r a t e a r e s i mi l a r ;a n d( b )wh e n t h e t u b e i s a i r ma s s fl o w,t h e a r e a d e c r e a s e r a t e c l o s e t o h a l f o f fl o w r e d u c t i o
8、n Ke y W o r d s :v a c u u m p r e s s u r e p i p e l i n e ;c a r r y i n g c a p a c i t y ;b u b b l e f l o w;a i r ma s s fl o w 中图分类号 :T V 1 3 4 2 文献标识 码 :A 文章编 号 :0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 5 ) 1 1 - 0 1 2 3 0 4 0 引 言 目前 ,虹 吸 式输 水 管 道 已被 广 泛应 用 于 实 际 工 程 中” 。朱 红 耕 等 运 用 三 维 数 值 模 拟 的 方 法 , 对 虹
9、 吸 管 路 的 水 力 特 性 进 行 模 拟 分 析 , 创 造 了 虹 吸 管 道研 究 的 新 篇 章 。 目前 ,国 内 外学 者 多 以 短距 离 虹 吸 管道 ( 如驼 峰 式 虹 吸管 道 ) 为 研究 对 象 ,对 虹 吸 的过 程 以及 虹 吸 管 道 水 力 特 性 进 行 了 多方 面 研 究 , 但 对 长 距 离 虹 吸 管 道 的 研 究 较 少 。 李 琳 、 许 史 。 针 对 新 疆 台 兰 河某 地 下 水 库 中 的 长 距 离 虹 吸 管道 进 行 了水力 学模 型 试 验 ,并 发 现 随着 安 装 高 度 的增 大 ,管 内的 汽化 现 象 愈 发
10、严 重 ,虹 吸 管 内 由单 一液 相 流 转 变 成 气 液 两 相 流 ;王 梦 婷 针 对 非 驼 峰 式 的 正 虹 吸 管 道 进 行 了 系 列 试 验 研 究 ,并 将 量 纲 分 析 法 与 数值 拟 合 方 法 相结 合 ,得 出了计 算 长 距 离 虹 吸 管 道流 量 的 公 式 。笔 者在 前 期 研 究 的基 础 上 进 一步探 究 了安 装 高度 和上 下游 水 位 差 与流 量 减 小 率 的关 系 ,通 过 对 管 道 内气 液 两 相流 流 型 的研 究 ,利 用 面 积 减小 率 对 不 同流 型 时 流量 的变 化规 律 进 行 了 分 析 。 1 试验
11、装置及试验方案 1 1 试 验 装置 及 仪器 试 验 由上 游 进 口溢 流 堰 、虹 吸管 路 、下 游 出 口 收稿 日期 :2 0 1 5 - 0 2 - 1 1 基金项 目:国家 自然科学基 金资 助项 目( 5 1 3 6 9 0 3 1 ) ;新疆 农业 大学研究生科研创新项 目( x J A u G R I 2 0 l 5 0 1 8 ) 作者简 介 :张 小莹 ( 1 9 9 2 一) ,女 ,新 疆伊 宁人 ,硕 士研究 生 , 从事计算水力学研究 ;李琳( 通讯作者) 瓜 J 、 玉, 守: 县 : I :目 理 IX J忖 I“ t - 越 计 3试验结果及分析 3 1
12、 试 验 结果 表 1为 不 同 水 位 差 下 安 装 高 度 与 流 量 关 系 ,可 看 出 2在 上 下 游 水 位 差 不 变 的 情 况 下 , 安 装 高 度 与 过流 量成 反 比关 系 ;在 安 装 高 度 一 定 的情 况 下 ,上 下游 水 位差 与 过 流量 成 正 比关 系 。通 过 流 量 减 小 率 研 究 安 装 高 度 对 流 量 的 影 响 程 度 ,流 量 减 小 率 A Q 的计 算公 式 为 Q=( Q 一Q ) Q 1 0 0 ( 1 ) 式 中 ,Q 为 管道输 水 流 量 的理 论 值 ,将 h =1 m 时 所 测 得 的流量 值 作 为管 道
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- 关 键 词:
- 真空 管道 水力 特性 试验 研究
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