利用LBM-DEM方法模拟研究粗颗粒管道水力输送 被引量：1

1

作者 吴佩 陈杰君 +1 位作者 武玉玺 赵婷婷 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第19期8248-8258,共11页

管道水力输送是运输固体物料的一种重要方式。采用Fortran语言在Visual Studio平台建立了一套描述粗颗粒管道水力输送过程的LBM-DEM(lattice Boltzmann method-discrete element method)数值模拟方法,并用该方法对相同体积的双层颗粒群... 管道水力输送是运输固体物料的一种重要方式。采用Fortran语言在Visual Studio平台建立了一套描述粗颗粒管道水力输送过程的LBM-DEM(lattice Boltzmann method-discrete element method)数值模拟方法,并用该方法对相同体积的双层颗粒群和三层颗粒群在水平管道中的运动进行了模拟,研究了不同颗粒堆积方式下的水力输送特性。结果表明:推移运动是粗颗粒在水平管道中的主要运动形式,部分颗粒在水流的作用下会产生跃移运动;颗粒群前方存在水流低速度区,且管道初始流速越低、颗粒直径越大时,低速度区的存在越明显;颗粒群上层颗粒在运动的过程中会产生坍塌,随着管道初始流速的增大和颗粒直径的减小,上层颗粒由向下层坍塌逐渐转变为向颗粒群前方坍塌;堆积方式对颗粒群在管道中的运动具有重要影响,双层颗粒群和三层颗粒群在低速度区特性、颗粒坍塌方式等方面存在部分差异。该研究可为粗颗粒管道水力输送技术的发展起到一定的指导作用。 展开更多

关键词 管道水力输送 粗颗粒 格子BOLTZMANN方法 离散元 流固耦合

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筒装料管道水力输送动边界流压力特性 被引量：6

2

作者 张雪兰 孙西欢 李永业 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第3期231-234,241,共5页

为深入探讨筒装料管道水力输送过程中同种型号双车运行时所产生的动边界条件下有压管道内部断面压力分布以及压降特性问题,对型号100 mm×60 mm、荷载750 g的管道双车在30,40,50,60,70 m3/h等不同流量作用下两车车身环隙断面、车间... 为深入探讨筒装料管道水力输送过程中同种型号双车运行时所产生的动边界条件下有压管道内部断面压力分布以及压降特性问题,对型号100 mm×60 mm、荷载750 g的管道双车在30,40,50,60,70 m3/h等不同流量作用下两车车身环隙断面、车间断面的压力分布以及车组沿程压降特性进行试验研究和分析,两车运行时车间距离条件为10 cm.研究表明:当流量增大时各测试断面压力值增大;双车车体沿程压力呈现先减小后增大的趋势;沿水流方向,后车引起的压降值明显高于前车;后车环隙断面内,自固定边壁向动边界压力值呈现"降-升-降"趋势,前车环隙内则为总体下降趋势,且后车环隙压力梯度高于前车;不同流量条件下,车间断面内压力分布基本为管道边壁附近值较大,内部值较小,且分布不均匀,压力梯度随流量增大而增大. 展开更多

关键词 管道水力输送 双车运行 动边界 流量 压力特性 环隙

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不同颗粒物料管道水力输送不淤临界流速的确定 被引量：19

3

作者 秦德庆 曹斌 夏建新 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期9-11,共3页

在理论分析及对现有不淤临界流速公式比较的基础上,结合前人的试验数据拟合出了一个新的不淤临界流速计算公式,并利用前人的试验数据对这一新公式进行了验证,与其他不淤临界流速公式进行了对比。结果表明,该公式的平均误差在15%以下,满... 在理论分析及对现有不淤临界流速公式比较的基础上,结合前人的试验数据拟合出了一个新的不淤临界流速计算公式,并利用前人的试验数据对这一新公式进行了验证,与其他不淤临界流速公式进行了对比。结果表明,该公式的平均误差在15%以下,满足不淤临界流速预测的要求。 展开更多

关键词 不淤临界流速 粒径 管道水力输送

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筒装料管道水力输送动边界环状缝隙流水力特性数值模拟 被引量：8

4

作者 张春晋 孙西欢 +1 位作者 李永业 张学琴 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期76-85,共10页

针对农产品长距离输送中存在的运输效率低和输送成本高等问题,提出了一种具有应用前景的农业机械运输方式—筒装料管道水力输送技术。该文基于Fluent软件,采用RNG k-ε湍流模型、6Do F耦合模型以及PISO算法对动边界环状缝隙流进行数值模... 针对农产品长距离输送中存在的运输效率低和输送成本高等问题,提出了一种具有应用前景的农业机械运输方式—筒装料管道水力输送技术。该文基于Fluent软件,采用RNG k-ε湍流模型、6Do F耦合模型以及PISO算法对动边界环状缝隙流进行数值模拟,分析不同环状缝隙宽度对动边界环状缝隙流场水力特性的影响。同时,对不同环状缝隙宽度条件下管道车在平直管道的运移进行模型试验,并将试验结果与模拟结果进行对比。结果表明:模拟结果和试验结果基本一致,最大相对误差不超过5.3%;动边界环状缝隙流中管道静边界区域压强呈现出进口区域压强降低,中间区域压强升高以及出口区域压强再次急剧降低的变化趋势;动边界环状缝隙流的水力特性不仅受到管道车动边界结构参数的影响,而且还受到管道车动边界上、下游管道内部流场的影响。该研究不仅完善了动边界环状缝隙流的相关理论,而且为进一步探究筒装料管道水力输送中动边界环状缝隙流水力特性提供了一种切实可行的研究手段。 展开更多

关键词 CFD 压强 流速 筒装料管道水力输送 环状缝隙流 水力特性 管道车

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柱状型煤水力管道输送运动特性研究 被引量：1

5

作者 张晓东 樊建伟 +1 位作者 阎庆绂 李元宗 《中国煤炭》 北大核心 2003年第3期36-38,共3页

阐明柱状型煤水力管道输送具备的优点 ,介绍了实验研究系统。柱状型煤在水力管道运输中受水流速度的影响 ,有静止、滑行、间歇或部分悬浮、完全悬浮 4种运动状态 。

关键词 水力管道输送 柱状型煤 环隙流 水流速度 运动状态

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倾斜管道水力坡度的研究 被引量：5

6

作者 赵利安 许振良 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2003年第B08期15-17,共3页

针对国内倾斜管道水力坡度的研究较少,在工程中,管道输送不可避免地要穿过地势起伏较大的地区的情况,研究了倾斜向下管路中的水力坡度损失。在前人的研究基础上,推导出了向下倾斜管道沉降性浆体的水力坡度计算公式。其次,还利用相关数... 针对国内倾斜管道水力坡度的研究较少,在工程中,管道输送不可避免地要穿过地势起伏较大的地区的情况,研究了倾斜向下管路中的水力坡度损失。在前人的研究基础上,推导出了向下倾斜管道沉降性浆体的水力坡度计算公式。其次,还利用相关数据对推导出的公式进行了检验,比较了计算值与实测值的差异,结果两者误差很小。最后分析了推导出的公式存在的不足,提出了下一步要做的工作。 展开更多

关键词 倾斜管道 水力坡度 管道水力输送 沉降性浆体 浆体输送 紊流 悬浮状态 滑跳移流动

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基于流固耦合的管道车振动运移水力特性数值模拟与试验 被引量：9

7

作者 张春晋 孙西欢 +1 位作者 李永业 张学琴 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期251-258,共8页

鉴于传统运输方式在环境污染与能源危机方面存在的问题,提出了一种新型节能环保的运输方式——筒装料管道水力输送技术。为了进一步分析管道车在平直管段振动运移的水力特性,采用ANSYS Fluent 12.0对管道车结构响应和管道内部流场进行... 鉴于传统运输方式在环境污染与能源危机方面存在的问题,提出了一种新型节能环保的运输方式——筒装料管道水力输送技术。为了进一步分析管道车在平直管段振动运移的水力特性,采用ANSYS Fluent 12.0对管道车结构响应和管道内部流场进行流固耦合数值模拟,其中流场计算采用RNG k-ε紊流模型,结构响应计算采用结构动力学方程。结果表明:模拟值与试验值基本吻合,且相对误差不超过4.8%;管道车在平直管段的瞬时速度在一定范围内呈不规则振动变化,可以将管道车的振动运移视为恒定运动;管道车近壁面流场区域的沿程测压管水头呈"W"型分布规律;管道车运移时平均能耗与管道流量之间呈线性变化趋势。该研究对进一步准确掌握管道车在平直管段振动运移过程中轴向流速与压强的瞬态变化特性具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 筒装料管道水力输送 流固耦合 水力特性 数值模拟 管道车

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逆坡倾角对管道水流粗颗粒输送脉动压强影响试验研究 被引量：3

8

作者 谭伟强 来志强 +2 位作者 王仲梅 赵连军 张世宝 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第2期114-120,127,共8页

管道输送时水流压强的脉动特性反映了管流紊动程度与紊动能量,对管道输送安全及稳定运行影响显著。本研究以管道清水粗颗粒输送为研究背景,通过自行设计的物理模型试验装置,模拟了不同管道逆坡倾角条件下粗颗粒泥沙的水力输送过程,分析... 管道输送时水流压强的脉动特性反映了管流紊动程度与紊动能量,对管道输送安全及稳定运行影响显著。本研究以管道清水粗颗粒输送为研究背景,通过自行设计的物理模型试验装置,模拟了不同管道逆坡倾角条件下粗颗粒泥沙的水力输送过程,分析了不同逆坡倾角条件下管壁瞬时压强、时均压强、脉动压强振幅分布和频谱特性。试验结果表明,当管道逆坡倾角增大时,脉动压强的时均压强和瞬时峰值压强随倾斜角度的增大而减小;脉动峰值压强总趋势随倾斜角度的增大而增大;脉动压强的振幅分布符合高斯分布,随倾斜角度的增加,脉动压强的振幅逐渐增加。其概率密度函数形态从“高瘦”逐渐向“矮胖”发展;脉动压强的功率谱谱函数的优势频率主要集中在25 Hz的主频范围,随管道的倾斜角度增加,脉动压强的优势频率逐渐向较大频率的发展,总体变化较小。 展开更多

关键词 管道水力输送 固液两相流 逆坡倾角 脉动压强 粗颗粒

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基于Fluent的管道车振动运移水力特性仿真分析 被引量：1

9

作者 张春晋 张学琴 +2 位作者 张敏 李永业 孙西欢 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期70-75,98,共7页

为了分析管道车振动运移时管道流场水力特性,采用Fluent软件对管道车结构响应与管道流场特性联立求解,其中管道流场计算采用雷诺时均动量方程,管道车结构响应计算运用结构动力学方程。结果表明:利用流固耦合数值模拟分析管道车在平直管... 为了分析管道车振动运移时管道流场水力特性,采用Fluent软件对管道车结构响应与管道流场特性联立求解,其中管道流场计算采用雷诺时均动量方程,管道车结构响应计算运用结构动力学方程。结果表明:利用流固耦合数值模拟分析管道车在平直管道振动运移水力特性是可行的。管道车在平直管道平动速度在微小范围呈不规则波动,可将管道车运动视为振动运移。随着管道车直径比增加,管道平均压降系数呈先减小后增大,而管道车机械效率却呈先增大后减小。该研究将对掌握管道车振动运移时流速与压强的变化规律具有重要参考价值。 展开更多

关键词 筒装料管道水力输送 管道车 水力特性 平直管道 振动运移

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矿浆管道输送技术的发展与展望 被引量：23

10

作者 吴湘福 《金属矿山》 CAS 北大核心 2000年第6期1-7,17,共8页

文章回顾了我国矿浆管道输送技术发展 5 0年的历程。可以看出 ,在 90年代 ,我国在该领域取得了一大批研究成果 ,完成了行业标准规范的编制并发行公布 ;启动了设备、设施和管材的国产化进程 ;促进了高水平著述的问世 ,特别是工业化铁精... 文章回顾了我国矿浆管道输送技术发展 5 0年的历程。可以看出 ,在 90年代 ,我国在该领域取得了一大批研究成果 ,完成了行业标准规范的编制并发行公布 ;启动了设备、设施和管材的国产化进程 ;促进了高水平著述的问世 ,特别是工业化铁精矿管道的运营 。 展开更多

关键词 矿浆 管道输送技术 行业标准 水力管道输送

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有压管道内管道车稳定运行时下游水力特性研究

11

作者 鲁一凡 赵一名 +1 位作者 宋晓腾 强懿鹏 《水电能源科学》 北大核心 2023年第3期91-94,共4页

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。 展开更多

关键词 囊体输送 管道水力输送 大涡模拟 尾迹流场

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管道双车在不同车间距下车间螺旋流轴向速度特性研究 被引量：4

12

作者 吴剑 马成功 +1 位作者 孙西欢 李永业 《水电能源科学》 北大核心 2018年第5期154-157,共4页

为进一步研究筒装料管道水力输送技术,了解管道双车在不同车间距下车间螺旋流速度特性,得出管道双车的最优运行间距。采用模型试验、理论分析相结合的方法,研究了双车间距分别为10、30、50、70、90cm情况下管道双车间螺旋流轴向速度特... 为进一步研究筒装料管道水力输送技术,了解管道双车在不同车间距下车间螺旋流速度特性,得出管道双车的最优运行间距。采用模型试验、理论分析相结合的方法,研究了双车间距分别为10、30、50、70、90cm情况下管道双车间螺旋流轴向速度特性。试验采用两个相同型号的管道车模型在水平光滑的有机玻璃圆管内完成,流量恒定控制为30m^3/h。结果表明,间距为10、30cm时,水流紊动混掺强烈,圆管周围间隔120°存在三个速度极大值区域,而圆管中心为速度极小值区域;间距为50、70cm时,圆管周围已无明显的涡形区域,圆管中心区域速度梯度较小,水流相对比较稳定;间距为90cm时,水流稳定,与无管道车时满管水流断面流速分布类似。由此得出,管道双车的合理间距为50~70cm。 展开更多

关键词 管道双车 车间距 螺旋流 轴向速度 管道水力输送

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有压平直管道内交汇柱系下游流场特性分析 被引量：1

13

作者 鲁一凡 李永业 +4 位作者 赵一名 宋晓腾 强懿鹏 原源 陈润 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期44-49,共6页

为研究管道车作为一种交汇圆柱系式的钝体结构在有压管道流场绕流时,在柱系下游产生的流动分离和尾迹涡现象,运用理论分析与数值模拟相结合的方法,对柱系下游的流场特性进行了研究.数值模拟采用了LES-WALE湍流模型,其结果与物理试验结... 为研究管道车作为一种交汇圆柱系式的钝体结构在有压管道流场绕流时,在柱系下游产生的流动分离和尾迹涡现象,运用理论分析与数值模拟相结合的方法,对柱系下游的流场特性进行了研究.数值模拟采用了LES-WALE湍流模型,其结果与物理试验结果比较证明了数值模拟的可行性.对数值模拟结果进行理论分析:首先,由于流动分离柱系后流场中速度分布整体上分为低速流区与高速流区2部分,低速流区主要分布在断面中心位置,高速流区分布在断面外围,呈近似环状分布;其次,流场沿程速度幅值方面,从交汇柱系下游近端断面到远端断面,其中部分低速流区域的整体速度幅值愈高,周围高速流区的速度幅值愈低,并且两区域流场随距交汇柱系距离的增加呈现趋同变化;最后,关于流场的压强特性方面,沿程压强整体呈下降趋势,断面Z 6仅与同流量时管道流场断面平均压强相差3.4%. 展开更多

关键词 交汇柱系 尾迹流场 管道水力输送 有压管道 圆柱绕流

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不同距径比下管道后车环隙螺旋流脉动强度特性

14

作者 吴剑 刘亚坤 +3 位作者 孙西欢 李永业 张帝 杨姣 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第8期78-83,共6页

筒装料管道水力输送是现代物流业中出现的一种新型物料运送方式,有着特殊的优势。通过模型试验的方法,对管道双车在不同距径比SD条件下后车所形成的同心环隙螺旋流的轴向、垂向、横向速度脉动强度分布特性进行了研究。结果表明:随着SD... 筒装料管道水力输送是现代物流业中出现的一种新型物料运送方式,有着特殊的优势。通过模型试验的方法,对管道双车在不同距径比SD条件下后车所形成的同心环隙螺旋流的轴向、垂向、横向速度脉动强度分布特性进行了研究。结果表明:随着SD的增加,轴向、垂向和横向速度脉动强度的平均值、极差基本保持稳定,标准差、变异系数呈现减小的变化规律;垂向速度脉动强度特征与横向的相似;无论在何种SD条件下,垂向和横向速度脉动强度都比轴向脉动强度小1个量级,但其变异系数大约为轴向的3倍;管道双车合理距径比为5~7。研究结果可为此技术的工程实际应用提供参考。 展开更多

关键词 管道水力输送 环隙螺旋流 速度特性 脉动强度 距径比

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管道双车车间螺旋流周向速度特性研究

15

作者 陈卓 王谦 +2 位作者 王锐 李永业 束德方 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第1期71-77,共7页

考虑到筒装料管道水力输送技术在研究内容方面所存在的欠缺,在管道流量为40 m^(3)/h条件下,运用粒子图像测试技术对管道双车车间水流速度进行了测量,并结合相关理论对管道双车车间水流周向速度特性进行了分析。试验中采用的管道车模型... 考虑到筒装料管道水力输送技术在研究内容方面所存在的欠缺,在管道流量为40 m^(3)/h条件下,运用粒子图像测试技术对管道双车车间水流速度进行了测量,并结合相关理论对管道双车车间水流周向速度特性进行了分析。试验中采用的管道车模型型号相同,均为150 mm×70 mm,所带导流条长度为150 mm,安放角为15°,输送管道内径为100 mm。研究结果表明,水流经过管道车刚进入车间时,车间截面周向速度的最大值和最小值都位于管道车与管壁的缝隙所对应的区域,而且此区域内速度较小的位置与管道车支脚安装位置相对应;测试截面同一测轴上测点周向速度随测环半径的增加先增加后减少,且截面周向速度变化梯度沿程变小;同一测环上测点的周向速度随着测轴角度的增加呈现波浪形的分布;管道双车车间沿程各截面中,在距离后车75~111 mm范围内周向速度的截面分布较为均匀。 展开更多

关键词 管道水力输送 管道双车 螺旋流 周向速度

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管道双车在不同车间距下的后车流场特性研究

16

作者 吴剑 乔乐 +1 位作者 孙西欢 李永业 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第9期108-110,115,共4页

为进一步探讨筒装料管道水力输送过程中管道双车在不同车间距下缝隙螺旋流流场特性,采用模型试验、理论分析相结合的方法,对双车间距分别为10、30、50、70、90 cm工况条件下管道双车中的后车缝隙螺旋流流场特性进行了研究。试验采用两... 为进一步探讨筒装料管道水力输送过程中管道双车在不同车间距下缝隙螺旋流流场特性,采用模型试验、理论分析相结合的方法,对双车间距分别为10、30、50、70、90 cm工况条件下管道双车中的后车缝隙螺旋流流场特性进行了研究。试验采用两个相同型号的管道车模型在水平有机玻璃圆管内完成,流量恒定控制为30 m^3/h。研究结果表明:管道双车合理间距为50~70 cm;车中断面轴向速度极差与管道双车间距相关性较大,车间距越大,极差越小,并逐渐趋于稳定,而轴向速度上界与间距无关;切向速度比轴向速度小,切向速度的不均匀系数比轴向速度的大。 展开更多

关键词 管道双车 车间距 缝隙螺旋流 流场特性 管道水力输送

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