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    管道构件在管内作用的水力功效

    2019-05-27   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港从权威人士处获悉:不锈钢管不锈钢管是金属管的一种,自20世纪发明以来凭借其优良的性能和漂亮的外观在所有管材的发展中一枝独秀。其优点为:满足健康生活要求、安全卫生,可保持水质纯净对人体健康没有任何影响;使用温度范围极广,可在-270℃4的温度下长期安全工作(这是其他任何塑料管材都无法比拟的);它是一种环保材料,不含环境污染物(无铅、无聚氯乙烯、无环境荷尔蒙等),可无数次再生,100%回收利用;材料本身具有很高的强度和耐腐蚀性、可靠耐用、长寿命、低维护,大大降低了水管的渗漏率;具有优越的流通性能和较好的保温性能可节约能源、降低能耗。管路笔直涅亮,增强管路外观质感。唯一的缺憾是为:不锈钢管路安装比较麻烦。
      
      太阳能热水管路管材的选用原则及综合性能比较1.太阳能热水管路管材的选用原则随着人们生活水平的提高和环境保护意识的觉醒,绿色安全管材愈来愈受到人们的关注和社会的普及。而太阳能热水器管路管材的选用,站在消费者使用的角度来讲,首先管路在其使用寿命内,应稳定可靠、不漏水、不爆裂、不发生危及生命和家庭安全的事故、能保证长久使用。这就要求供水管能够耐腐蚀、耐低、高温、抗冻,具有良好的机械性能;其次管道须对人体无任何损害,也就是管件必须具有良好的卫生性能,这给材料提出了很高的要求(随着人们生活水平和健康意识的提高,这一点显得愈来愈重要);另外管道内壁应光滑、水头损失小、保温性能好、这样可以降低能耗节约资源;最后在施工时要连接方便、操作简单,这样才具有推广的可能。
      
      管道车设计一般的料筒为密封的圆柱筒,当被放入管道内时,由于管道内过水断面减小,断面流速会急剧增大,造成料筒前后颠覆,运动很不稳定;同时,在运动过程中也会损耗较大的能量。基于上述问题,设计时考虑在料筒两端分别安装了呈120的等间隔角的圆柱形支撑,使得管道车在管道中不论静止还是运行时,料筒轴线和管道轴线相吻合,保持同轴心运行,从而克服了其运动不稳定的问题;同时,支撑末端上装有万向滚珠以减小其与管道的摩擦阻力,从而实现了节能的目的。文中将盛放物料的料筒及其附属构件(支撑体和万向滚珠等)称为管道车。管道车结构示意。
      
      中国钢管信息港从权威人士处获悉:试验装置试验装置主要由供水装置、投放与接收装置、试验管道以及测试系统等4部分组成。试验管道为有机玻璃圆管,全长约44m,管径100mm.管段之间均由法兰盘密封连接。投放与接收装置主要用于投放与接收管道车。供水时,水先由离心泵从地下水库抽入输水钢管,通过闸阀调节流量后,再输入有机玻璃管道;在测试管段中对管道中的各水力因素进行测量后,水最后经出水池流至地下水库形成一个闭合的循环回路。
      
      测试流程根据试验方案的要求,需对管道车运动过程中管道中的流量、压力以及管道车的运行速度进行测量。试验测试流程如所示。其中涡轮流量计用来计量管道流量,流量指示积算仪显示流量读数;压力变送器(压力计)和压差变送器(压差计)分别测量管道各测点的压力;对射式光电开关测量管道车的运行速度;数显仪表盘显示压力读数;无纸记录仪记录流量、压力数据,每秒1次;PLC用于记录管道车通过各测点断面的时间;最后,所有试验数据都通过Excel格式传输并保存到电脑中。
      
      试验结果分析为管道车在有压管道中运动时的受力示意。由图可见,管道车受力包括:管道车自身的重力G;管壁对管道车的支持力Fg;水流浮力FT;%管壁对管道车的摩擦力Ff,Ff=fFg,其中f为摩擦因数;管流作用于料筒端面的与来流方向平行的压差力F,F=pA,其中p为管流作用于料筒两端的压强差,A为管道车的端面面积;环状缝隙流作用于管道车壁面的剪切力,可表示为F=8(vcx-vax)2A,式中为流动阻力系数,与流体及管道车材料有关;为液体的密度;vax为环状缝隙流的平均流速;vcx为管道车运行的平均速度;A为管道车的侧面积。
      
      浮力、摩擦力、压差力、剪切力都与管道车的结构有关。不同型号管道车的速度变化在管道车质量m分别为1200和1500g,雷诺数Re分别为140000和240000时,不同型号管道车的速度变化情况如示。(1)车长L和车径D都是影响管道车速度的重要因素,在管道车质量和雷诺数相同的条件下,管道车的结构直接影响管道车所受的浮力FT(与管道车的体积有关)、压差力F(动力,与管道车的直径D有关)以及剪切力F(动力,与管道车的直径D和长度L有关),并进而影响到管道车所受的摩擦力Ff。
      
      根据管道车受力分析可以看出,无论D增大还是L增大,管道车所受的浮力FT都增大,而由摩擦力计算公式可知,管道车所受的摩擦力Ff都减小。若D越大,由压差力计算公式可知,管道车所受的压差力F就越大;L越长,由剪切力计算公式可知,管道车所受剪切力F也越大。因此,综合比较3种型号管道车的受力情况可得出,型号为150mm80mm的管道车运行速度最大,型号为100mm80mm的管道车次之,而型号为150mm70mm的管道车运行速度最小。
      
      (2)质量较轻的管道车运动速度较快,其原因主要是由于质量较轻的管道车所受的摩擦力f较小。
      
      (3)雷诺数较大时,管道车运行速度较快,其原因主要是:由雷诺数表达式可知,雷诺数越大,流量就越大。而由于流量为管道车运行提供动力,流量越大,管道车所受的动力就越大,从而运行速度较快。
      
      中国钢管信息港从权威人士处获悉:试验管段的单位能耗(水头损失)变化从中可以看出,试验管段由3部分管段组成:直线段(长3761m)、平弯段(长336m)和斜弯段(长306m)。在管道车质量m分别为1200和1500g,雷诺数Re分别为140000和240000时,不同型号管道车在有压管道中运行刚结束时,各管段的单位能耗变化情况所示。定义单位能耗Eu为单位长度下输送单位质量的物料所消耗的总能量。
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