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水利工程论文-一个非均质流水力坡度解析的新模型.doc

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水利工程论文-一个非均质流水力坡度解析的新模型.doc

水利工程论文一个非均质流水力坡度解析的新模型摘要提出了预计水平管道内固体颗粒处于多种移动状态下非均质流速度断面与水力坡度的模型,为非均质流管道运输的参数设计提供了一个新方法。关键词非均质流水力坡度附加压力干涉力非均质流在水平管道内流动时,固体颗粒的运动状态与它的粒径、形状、密度以及管道内径、管内浓度、非均质流流平均速度等有关,上述诸因素发生变化时,固体颗粒的运动状态也随之而改变。固体颗粒的运动状态决定着非均质流速度分布状态与管道摩阻损失的大小。本文从固体颗粒加速过程中相互发生动量传递的清水和固体颗粒的质量及它们的速度变化以及在它们之间发生的动量传递关系等这些基本问题分析出发,分析研究了水平管道内非均质流流动时,固体颗粒的运动状态与它的粒径、形状、密度等对非均质流速度分布的影响,管道内径、管内浓度、非均质流平均速度与水力坡度之间的关系,清水与固体颗粒之间的相互作用机制与机理,提出了预计水平管道内固体颗粒完全处于悬移、完全处于滑、跳移及一部分固体颗粒处于悬移,而另一部分固体颗粒处于滑、跳移状态下非均质流速度分布与水力坡度的模型,在弄清清水是如何搬运固体颗粒的机理及非均质流速度与水力坡度之间关系等方面,重新建立了一个理论框架。1固体颗粒加速时的运动方程及存在于加速管段上的附加压力11固体颗粒加速时的运动方程对于固体颗粒处于悬移状态的非均质流,其固体颗粒加速时的运动方程为1,21式中DE是颗粒的球等价直径;ΠDE3/6Ρ/2被认为是和固体颗粒一起加速的清水质量,也叫做假想质量;Ρ和ΡS是清水和固体颗粒的密度;FD为清水对固体颗粒的拖曳力;FH为存在于固体颗粒之间的干涉力。FD、FH的计算公式如下1,223式中WB是颗粒在水中有效重力,WBΠDE3ΡSΡG/6;REP是颗粒雷诺数,REPDEVTΡ/Μ;VT是单个固体颗粒的沉降终速度;Μ是清水的粘度系数;VWVS是液、固相间的滑移速度;CDR是以VWVS为基准的阻力系数;VW为清水的速度;VS为固体颗粒的速度;Α,Β是颗粒SWANSON形状系数;N是质数用佐滕公式计算;Q是管内固体颗粒体积浓度;G为重力加速度。12固体颗粒加速时在加速管段上存在的附加压力根据ROSE的试验研究结果可知,固体颗粒加速时,在固体颗粒加速管段上存在一个附加压力ΔPS,且这个附加压力ΔPS和非均质流输送平均速度也就是定常流管段上的平均速度VM之间有下面

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