矿浆管道输送临界流速试验研究

为了精确计算矿浆管道输送的临界流速,根据前人试验数据,分析了浆体浓度、管道直径、浆体粒径组成及浆体密度等对临界流速的影响,并进行机理分析。在研究前人计算临界流速公式的基础上,提出计算临界流速公式新模型及临界流速的新定义,通过量纲分析拟合出临界流速计算新公式,并对新公式进行验证。结果表明,临界流速随着浆体浓度和管径的增加而增大,随颗粒粒径和管径比值的增大而减小。本文的试验临界流速实测值与计算值最大误差为2.69%,平均误差为1.29%;文献中试验的临界流速实测值与计算值平均误差分别为4.18%、10.25%、11.45%;临界流速计算新公式平均误差均在12%以内,满足稀悬液浆体管道输送临界流速的预测要求。     

土工格栅与尾矿拉拔试验及筋材拉力研究

为分析土工格栅与尾矿拉拔试验中拉力沿土工格栅的变化规律,通过试验中格栅所受到的拉力、剪应力和应变的关系,提出了影响筋-尾矿界面特性的拉力系数a,推导出拉力沿格栅的分布公式,通过试验所测的数据验证了公式的可行性.在加筋尾矿结构中,加筋材料拉拔位移不是很大时,采用该公式能够较好的预估筋材在不同位置的拉力,为土工格栅在加筋尾矿坝工程中的应用提供依据.     

膏体倾斜管道自流输送水力坡度研究

通过倾角为40°、50°和60°的膏体管道输送试验结果,分析了膏体管道输送水力坡度的影响因素,研究了膏体屈服应力和刚度系数与膏体浓度的关系.在水平管道水力坡度计算公式的基础上,通过分析发现,倾斜管道中的水力坡度相对于水平管道水力坡度减少值与福氏数、浆体浓度和管道倾角有关.通过绘图分析以上参数对水力坡度减少值函数的影响规律,给出了水力坡度减小值函数的表达式,进而给出了膏体倾斜管道自流输送水力坡度的计算模型.采用70°倾角膏体输送试验结果对作者所提出的模型进行了检验,发现最大偏差在12％以内.     

非淹没性低速圆射流特性研究

介绍了射流的基本概念、射流的分类和圆射流断裂理论。结合韦伯和列维奇半经验计算公式,在不同射流速度下,对两种孔径的孔口(d0=2mm和3.4mm)进行了非淹没性圆射流特性研究,并做了射流断裂长度的测定。通过实验值和半经验计算值的相互比较,结果显示,在较慢的射流速度下,用韦伯给出的半经验公式计算出的射流断裂长度值和实验值较接近。而在速度稍大一些时,用列维奇给出的公式计算出的射流长度值和实测值吻合得较好。     

泡沫塑料夹层梁弯曲试验和理论分析

本文对泡沫塑料夹层梁的试验结果进行了理论分析。挠度和剪应力的理论计算值与实测值很符合,面板应力的理论计算值比实测值大,经修正后的理论计算值与实测值吻合,可供夹层结构产品设计时使用。本文也指出泡沫塑料夹层梁弯曲的非线性特点,产品设计时应计及此特性。     

芳纶纤维加固钢筋混凝土梁锚固长度的简化计算方法

根据芳纶纤维(Aramid Fiber Reinforced Plastic,简称 AFRP)补强加固钢筋混凝土梁的粘结破坏的试验结果,分析AFRP加固钢筋混凝土抗弯构件粘结界面的剪应力的分布规律,即在纤维截断点处存在较高的应力集中,随着离截断点距离的增大剪应力分布逐渐趋于均匀.粘结锚固长度不足和过高的应力集中是造成AFRP加固钢筋混凝土构件早期破坏的主要原因.采用"齿"状块体力学计算模型和混凝土裂缝理论推导了AFRP加固钢筋混凝土梁所需要的有效锚固长度,并通过修正得出了AFRP加固钢筋混凝土受弯构件最小锚固长度的简化计算公式,提出了AFRP的容许应变值和避免AFRP早期破坏应采用的措施,可供AFRP加固工程设计和施工参考.     

天然气管道小孔泄漏量经验计算公式的比较分析

通过将我公司常用的管道运行压力代入计算,检验绝热膨胀过程推导的管道小孔泄漏量计算公式,和国家推荐标准中给出的油气管道破损泄漏量计算公式,分析比较两种公式得出燃气管道泄漏速度的差异。     

气固逆流下行流化床中颗粒速度的径向与轴向分布

在内径90 mm、高7 m的逆流下行床冷态实验装置中,研究了气固逆流下行床中循环锅炉灰(dp=300 mm)颗粒速度的径向分布及其沿轴向发展. 结果表明,局部颗粒速度沿径向分布是不均匀的,在完全发展区,颗粒速度中心和边壁低、在r/R=0.85附近颗粒速度最大. 由大量实验数据回归出预测充分发展段局部颗粒速度的关联式,该公式计算值与实验值的平均相对偏差小于±11%. 不同径向位置的局部颗粒速度沿轴向的变化趋势不同,边壁区域(r/R>0.622)颗粒速度沿轴向单调递增,而中心区域(0相似文献   

基于Fluent的海底原油管道溢油扩散特性研究

海底原油管道的泄漏会对自然生态系统带来巨大破坏,快速获得溢油扩散路径、油滴分布及泄漏浓度等参数对减少损失至关重要.基于此,利用计算流体力学软件Fluent建立二维有风模型对水下溢油行为规律进行研究,并将该模型模拟结果与ZHU的实验值对比证实了模型准确性.模型选用VOF方法(volume of fluid method),结合标准k-ε湍流方程,研究了溢油速度、破口尺寸、环境水深对溢油过程的影响.结果表明:随着溢油速度、破口尺寸的增大,相同时间内溢油扩散范围及海域内体积浓度增大,到达海平面时间减小.泄漏点处水深增大对溢油的扩散范围影响不大,但会延迟溢油达到海面的时间,降低海域内体积浓度.最后通过无量纲分析法给出不同工况下溢油横向漂移距离计算公式,为处理溢油事故提供可靠依据.     

对岩质边坡稳定性安全系数的评价

在国内一些用有限元法分析边坡稳定性的报告中,大都采用下列公式来计算稳定性安全系数K:用有限元方法计算出边坡中各点的应力值后,由上述公式求出各点的安全系数K,画出K的等值线图,表明边坡稳定的程度和危险地段。 应该指出,上述公式的基本出发点是由某一点的应力状态。求出此时的岩体抗剪强度[τ]与岩体所受最大剪应力τmax之比,即为该点的稳定性安全系数K:     

宁东灵武矿区煤粉密相输送管道压降研究

采用Barth气力输送理论,通过实验在质量流率1 550—1 700 kg/h的输送范围内,研究了宁东灵武矿区煤粉密相输送的压降和表观气速的关系。结果表明:随着表观气速的增加,水平管道和竖直管道的压降都是先降低后升高,但竖直段的压降变化速度比水平段变化快,水平段的经济气速(4 m/s)小于竖直段的经济气速(7 m/s)。通过计算值与实验值比较,发现理论计算值与实验值偏差在30%以内,说明基于Barth附加压降法对宁东灵武矿区煤粉密相气力输送管阻力特性的计算具有较好的适应性。     

湿气管道积液临界气速预测的新模型

气田开发经常采用湿气集输方案。针对湿气输送管道出现的积液问题,基于分层流最小界面剪切应力准则,利用气液平界面分层流液膜区的速度分布规律,建立了求解积液临界气速的新机理模型。由分层流液膜区的流场描述和气相动量方程得到气液界面剪切应力的表达式;利用界面剪切应力函数曲线特性,可以通过界面剪切应力关于持液率求导获得临界气速。以不同文献中收集的临界气速实验数据,对新模型和其他具有代表性的湿气管道积液模型进行验证对比,表明新模型的预测精度要优于其他模型。     

立式循环撞击流反应器不同撞击间距下混合性能分析

为优化和改进立式循环撞击流反应器的结构布局,提高其混合性能,本文采用Fluent软件对立式循环撞击流反应器在导流筒不同间距结构下的流场进行数值模拟,反应器上下两导流筒的间距D设置为60 mm、80 mm、100 mm、120 mm,反应在3组转速下分别进行w=5 r/s、15 r/s、25 r/s。计算结果表明：在相同转速下,导流筒间距D=80 mm时的特征撞击面上的平均速度最大,说明该结构下对应的传质效果更好;在相同转速下,导流筒间距D=60 mm时撞击面径向速度分布的均方根差σ最大,表明该结构下速度分布的梯度最大,流场剪切混合效果更好。     

倾斜管内热进口段自然强制复合对流传热

用数值分析方法研究了倾斜管内热进口段自然强制同向复合对流传热 ,分析了浮力、倾斜角及轴向导热对流动和传热特性的影响 ,得到了速度、温度、壁面剪切应力、局部及平均Nusselt数的分布和变化 研究结果显示Pe=71时平均Nusselt数的最大值位于 2 5°～ 45°之间 ,Pe=2 5时则在 90°处出现 .     

Eccentric laminar couette flow of long cylindrical capsules

The equation of motion for laminar Couette flow of an incompressible Newtonian fluid, induced by the eccentric longitudinal motion of a long circular cylinder in a circular pipe, is solved analytically. Expressions are obtained and typical plots presented for local velocity distribution, local shear stress distributions on both the surface of the pipe wall and the surface of the cylindrical core, total drag force on both pipe wall and moving core, twisting moment on the core, and volumetric flow rate of the liquid. As the eccentricity approaches unity, the solution for flow rate is shown to coincide exactly with a practical formula developed by Kruyer and Ellis to represent the Couette flow induced by the motion of cylindrical capsules.     

CFD investigation of the pipe transport of coarse solids in laminar power law fluids

A numerical parametric study of the laminar pipe transport of coarse particles in non-Newtonian carrier fluids of the power law type has been conducted using an Eulerian-Eulerian computational fluid dynamics (CFD) model. The predicted flow fields have been successfully validated by experimental measurements of particle velocity profiles obtained using a positron emission particle tracking technique, whilst solid-liquid pressure drop has been validated using relevant correlations gleaned from the literature. The study is concerned with nearly-neutrally buoyant particles flowing in a horizontal or vertical pipe. The effects of various parameters on the flow properties of such mixtures have been investigated over a wide range of conditions. The variables studied are: particle diameter (2-9 mm), mean solids concentration (5-40% v/v), mean mixture velocity (25-125 mm s⁻¹), and rheological properties of the carrier fluid (k=0.15-20 Pa sⁿ; n=0.6-0.9). A few additional runs have been conducted for shear thickening fluids, i.e. n>1. Whilst the effects of varying the power law parameters and the mixture flowrate for shear thinning fluids are relatively small over the range of values considered, particle size and solids concentration have a significant bearing on the flow regime, the uniformity of the normalised particle radial distribution and of the normalised velocity profiles of both phases, and the magnitude of the solid-liquid pressure drop. The maximum particle velocity is always significantly less than twice the mean flow velocity for shear thinning fluids, but it can exceed this value in shear thickening fluids. In vertical down-flow, particles are uniformly distributed over the pipe cross-section, and particle diameter and concentration have little effect on the normalised velocity and concentration profiles. Pressure drop, however, is greatly influenced by particle concentration.     

漂移通量模型计算池式空隙度的研究(Ⅰ)——漂移速度

采用漂移通量模型研究池式空隙度的计算,全文分为两部分,第Ⅰ部分研究液体物性(粘度、表面张力和密度)与几何尺寸对漂移速度的影响,第Ⅱ部分着重分析分配参数随管径的变化规律。根据实验数据关联了漂移速度与分配参数的计算式,从而可求得池式空隙度。其计算值与实验值吻合良好,最大误差为±19％。     

Interfacial Shear Stress of Stratified Flow in a Horizontal Pipe

Experimented data are presented for the void fraction aud the shear stresses of stratified gas-liquid flow in a pipe, A new technique was used to measure the interface shear strew. The interfacial shear stress was determined by using two methods: a momentum balance of gas and an extrapolation of the Reynolds shear stress prone at the gas-liquld interface. A new formula ,relatiog to the interfacial friction factor with the void fraction and superficiol gas Rcynold number, was dewloped to predict the interface shear stress. The predicted values are in good agreement with experimental data.