导流条长度对管道双车车间断面水力特性的影响

导流条对水流具有较强的导向作用,对管道内水流流态影响较大。为探究筒装料管道运输中导流条长度对管道双车车间断面水力特性的影响,通过物理试验和理论分析研究车间断面的流速场和涡量场。结果表明,水流经导流条后由稳定管流变为螺旋流,导流条越长,轴向流速越小;周向流速随着导流条长度的增加而增加,其大小与轴向流速为同一量级;径向流速的分布比较紊乱,在轴心处大部分为负值,在管壁处大部分为正值;断面平均涡量随导流条长度增大而增大,涡量大小关于中轴线对称分布,但方向相反。     

管道车平稳运移时的环隙流速分布特性

管道车平稳运移时环隙内水流流速分布特性关系着管道车与水流相互作用,从而也会影响管道车的运动特性与管道内的水力特性。通过物理试验与理论分析的方法研究了管道车平稳运移时环隙内水流流速整体与局部分布特性,对比了不同直径的管道车环隙内水流流速分布特性与输送效率之间的关系。结果表明,管道车平稳运移时,环隙进口断面处的流速最大,其次为车中断面,车后断面处的流速最小;靠近管道车壁面处的流速沿程变化较大,且流速大小与管道车速度有关,靠近管壁处的流速沿程变化较小;不同直径的管道车环隙水流流速分布情况影响着管道车的输送效率,当环隙水流流速与管道内水流流速之比接近于1时,管道车的输送效率最大。     

基于本征正交分解的动边界环形缝隙流场诊断分析

缝隙流动的流体应力脉动、流致振动等瞬态现象往往会对水力机械的稳定运行产生一定影响,以往的缝隙流动层流近似求解与边壁脉动压力测量无法对瞬态现象进行全场的定量描述。本文以有压有限域内的动边界环形缝隙为研究对象,对该流场在完全湍流状态下的物理试验结果进行了基于本征正交分解的全场诊断分析。结果表明:流体应力方面,流场前部的雷诺应力迅速增长,在流场中部维持一定幅值,在流场后部迅速沿程递减。主流沿径向的平均对流输运强度,高出同一工况时径向流沿周向的对流输运强度4~7倍,高出主流沿周向的对流输运强度6~14倍;流致振动方面,功率谱密度函数表示的流场流致振动频谱在同一流量时有着较为明显的分区趋势,对于低频段(0~10Hz)与高频段(120Hz以上)环隙宽度较小时功率谱密度较大;对于中频段(10~120Hz)则是环隙宽度较大时功率谱密度较大。对于环隙流场,环隙宽度的减小对于其较大尺度的流致振动抑制作用较强。此外,使用本征正交分解识别出了流场的拟序结构,并且使用低阶模态对雷诺应力进行重构可以较好的估计流场的雷诺应力。     

有压管道内管道车稳定运行时下游水力特性研究

管道列车水力输送作为一种高效、环保、节能的物料运输方式，具有较广阔的应用前景。当管道车在管内静止时可将其视为绕交汇式圆柱系结构，而水流绕过该结构后会产生漩涡，从而造成部分能量损失。运用数值模拟、模型试验和理论分析法研究管道车绕流流场下游的水力特性与流场稳定后的空间涡结构。结果表明，不同直径的管道车下游流场的近场区域可分为回流区与射流区，随着向管道车下游距离增加，断面平均流速呈先略微下降再升高的趋势，在1倍管道车特征长度的距离时恢复接近管道来流的平均速度；随着下游远场区域距离的增加，断面平均流速的波动幅值逐渐减小，流场逐渐趋于稳定；流场内空间涡环结构高度破碎；且涡结构在靠近环形缝隙一侧较多，靠近管轴线一侧较少。