流体管流沿程损失实验台性能模拟研究

为了更好地开展实验教学,本文介绍了流体沿程损失的计算方法及实验台构成,运用3ds Max软件模拟实验进程,演示具有动态效果的3D模型,并利用MATLAB数学运算工具自动获得模拟数据,对模拟数据和实验数据进行比对。结果显示,数据差在允许误差范围之内。该模型的建立有助于辅助日常教学,有利于学生更深刻地理解实验过程。

管内假塑性流体沿程损失数值研究

假塑性流体作为最常见的一种非牛顿流体,在工业生产、石油化工及新能源新材料开发等领域发挥着重要作用,因此对其展开针对性研究有助于适应经济发展、减少能源浪费。文章主要通过数值模拟方法对圆管内假塑性流体流动时沿程阻力损失情况展开研究及分析。分别模拟计算在层流和湍流状态下假塑性流体的流动,分析了沿程阻力系数与雷诺数及相对粗糙度之间的关系,并归纳推理管道沿程水头损失与平均流速之间的联系。

不同流速对UPVC输水管道沿程损失影响的试验研究

为了更合理的计算管道输水的沿程损失,采用室内模拟试验的方法,确定流速与沿程损失之间的关系,并对常用经验公式的主要参数进行修正。试验结果表明:UPVC输水管道沿程水头损失随着管道流速的增大而增加,两者之间有较好的幂函数关系;常用经验公式中,谢才公式、达西-魏斯巴哈公式和《规范》公式的系数,即曼宁糙率系数、沿程阻力系数和摩阻系数均随着管道流速的增大先迅速降低,流速大于1.040 m/s后,变化较小,趋于稳定,各系数与流速之间呈幂函数关系;海曾-威廉公式系数变化趋势相反,系数与流速之间具有较好的对数函数关系。采用修正后的经验公式计算值与实测值接近,相关系数均达到0.997以上。因此,通过修正后的经验公式可提高计算精度,满足计算需求。

改变大部分工程流体力学教材中压力损失称呼的建议

能量损失分析是工程流体力学教材的重要内容之一。对于能量损失的分析,几乎80%以上的教材,称能量损失为压力损失,这样称呼给读者常造成误解,本文通过分析建议采用能量损失或阻力损失代替压力损失的称呼。

平行裂隙沿程水头损失规律的实验研究

为了研究管道-裂隙介质水动力过程,利用不同隙宽及横向宽度的平行裂隙进行室内模拟试验,探究单一平行裂隙中水流流动产生的沿程水头损失随裂隙宽度及横向宽度的变化规律。结果表明:当隙宽小于1.84 mm时,沿程水头损失与流速呈一次函数关系,并且沿程水头损失随裂隙宽度的增大而减小。通过对比管道层流沿程水头损失公式与立方定律,发现管道和裂隙在计算沿程水头损失时主要差别在于后者忽略横向宽度的影响,指出裂隙长宽比在确定管道与裂隙界限中起重要作用。同时通过分析试验所取得的数据,得出裂隙沿程水头损失随裂隙长宽比的增大呈现先减小后增大的趋势,并建立沿程水头损失随裂隙长宽比变化的经验公式。

输配水管道沿程水头损失计算方法探讨

输配水管道是城市供水系统的重要组成部分,管道沿程水头损失计算又是输配水管道设计的核心。探讨了常用水头损失计算公式的适用范围及公式中参数的选择。水力计算应根据不同的水流流态采用与之适应的计算公式,并选取对应的水力计算参数,使水力计算成果准确可靠。

玻璃钢管沿程水头损失计算公式选用

针对玻璃钢管沿程水头损失计算问题,根据水力学原理,采用公式对比的方法,论证了海曾-威廉公式的合理性,并修正了相关参数;同时以新疆小洼槽倒虹吸为例,利用不同公式计算水头损失值,然后与实测数据比较分析,发现管径小于2 000mm玻璃钢管的水头损失计算宜采用海曾-威廉公式,沿程摩擦系数采用相应的修正值;管径大于2 000mm宜选用齐恩公式和达西公式的组合。

大口径PCCP管道沿程水头损失计算探讨

大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP管)的沿程水头损失计算应采用谢才公式,其中粗糙系数的取值至关重要。国内推荐的粗糙系数值偏大,并缺少科学试验数据。通过现场测试,得到DN2200的PCCP管粗糙系数在0.0110～0.0114之间,均值为0.0113,此值可作为长距离输水工程大口径PCCP管粗糙系数参考值。

沿程水头损失系数研究的一种新方法

采用神经网络(ANN)方法对沿程水头损失系数的影响因素进行了分析.以著名的尼古拉兹试验数据为基础,建立了相应的ANN模型.模型计算结果与试验数据以及经验公式的计算成果比较表明,利用ANN模型进行沿程水头损失系数影响因素评估有效和方便.计算实例表明,采用ANN方法计算沿程水头损失系数简单方便,计算精度高,工作量小,可操作性强,通用性好,工程适用性强.因此,以试验数据为基础建立的水力学体系,可以以ANN方法为新的分析与计算手段,进行新的发展.

微喷带沿程水头损失的试验研究

研究了微喷带沿程水头损失的确定方法,研究中设计了一套测试微喷带流量与压力的试验装置,提出了相应的测试方法和适合评价微喷带沿程水头损失的指标,通过对试验数据的回归分析得出了更加科学的微喷带沿程水头损失的经验计算公式。

七氟丙烷气体灭火系统沿程压力损失计算方法

针对七氟丙烷气体灭火系统管网设计过程中管网压力损失计算的问题,提出了一种基于修正系数的七氟丙烷气体灭火系统管网沿程压力损失计算方法。结合热量传递与伯努利方程推导了灭火系统管道压力损失计算公式,依据管网管道参数和设计流量的关系计算了其对应最小雷诺数,并根据雷诺数大小确定了相应管道的沿程压力损失系数计算值;进而修正了沿程压力损失计算公式,并采用CFD方法求解了压力损失修正系数;最后以七氟丙烷气体灭火系统为例进行了实验验证。研究结果表明:该计算方法对七氟丙烷气体灭火系统管网压力损失计算有效可行。

三个泉倒虹吸预应力钢筒混凝土管沿程水头损失计算分析

针对三个泉倒虹吸过流量富余的问题,基于工程特点及其水力设计方法,借鉴大口径钢管和预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度的取值,根据雷诺数与相对粗糙度,结合莫迪图判别分析了大流量工况下倒虹吸管道水流流态,在此基础上,利用齐恩公式、海曾—威廉公式、谢才公式分别计算了三个泉倒虹吸水头损失值,并与实测资料进行对比分析。结果表明,随着管径增大,管壁光滑程度增加,使得PCCP管内水流处于紊流过渡区而非阻力平方区,因此不应选用谢才公式,而这正是导致三个泉倒虹吸过流能力与设计标准不符的主要原因。此外,发现齐恩公式、海曾—威廉公式适用于大口径有压PCCP管沿程水头损失计算。

虹吸式屋面雨水排水系统沿程水头损失计算探讨

《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》(CECS183:2005)建议虹吸雨水系统水力计算中,沿程水头损失应使用Darcy-Weisbach公式计算,摩阻系数λ用Colebrook-White公式计算。但由于计算过程繁复,许多实际工程、文章中运用了Hazen-Williams公式计算沿程水头损失。Hazen-Williams公式有一个适用范围,超出适用范围的使用会引起较大误差。简述水力学理论研究现状,讨论虹吸雨水系统水力计算中沿程水头损失适用的计算方法。引入近年一些关于摩阻系数λ的显式计算式,试图探讨解决虹吸雨水系统水力计算沿程水头损失中准确性和便捷性的协调问题。

NOVEC1230灭火剂管路沿程压力损失计算方法

分析气体灭火系统规范采用的中期压力计算方法,假定NOVEC1230灭火剂在管路中为液相流动,根据流体力学管流损失的达西公式和阻力平方区的尼古拉茨公式,结合沿程阻力损失系数分析,得到NOVEC1230灭火剂管路沿程压力损失的计算公式,计算NOVEC1230系统喷头末端的压力,并同试验测量值进行对比,计算值与测量值的误差在10%以内,满足相关标准中关于精度的要求。

玻璃钢管道沿程水头损失实验研究

针对管径小于100 mm的玻璃钢管道沿程水头损失计算问题,建立了一套测定沿程阻力的实验装置,测量得到不同流量下4种不同管径玻璃钢管道的沿程水头损失。选用伍德公式、海曾-威廉公式等一系列经验公式分别对实验管道进行沿程水头损失拟合,并与实测数据进行比较。结果显示:伍德公式的拟合结果与玻璃钢管道的实测沿程阻力结果最为接近,同时对玻璃钢管道的海曾-威廉系数进行了修正。

迷宫流道沿程水头损失试验研究

迷宫流道由于其结构本身的特点,其水流的水头损失以局部水头损失为主,但目前对于沿程水头损失占总水头损失的比例却没有统一的结论。针对以上问题对梯形迷宫流道及齿形迷宫流道内的水流沿程水头损失进行了物理模型试验。结果表明:梯形45°,梯形60°,齿形45°及齿形60°迷宫流道内水流沿程水头损失占总水头损失的比例分别保持在8.1%左右、14.9%左右、2.1%左右及2.9%左右。

工程实践应用中沿程水头损失计算补充完善研究

通过概化管道计算实例,指出目前工程实践中较多采用的谢才公式法在计算沿程水头损失时的局限性和不足。经分析研究,为补充完善沿程水头损失计算方法,提出和确定以临界流速为区隔各个水流流态区间的特征指标。并以钢管、混凝土管和混凝土渠道为代表,分析确定了相关临界流速阈值,研究和总结归纳得到在不同输水形式、不同特征管径或宽度,不同流态区间情况下的适用于各水流流态区间的沿程水头损失实践应用计算方法。

曲线隧道施工通风沿程阻力损失数值模拟

山岭地区修建隧道,受地形、地质等条件限制,时有采用曲线隧道方案。相比于传统直线隧道,曲线隧道在施工通风方面存在差异。本文依托某特长曲线隧道工程,采用三维数值模拟,建立"风机-风管-隧道"施工通风系统模型,对不同半径、不同风速条件下,曲线隧道及风管沿程阻力损失进行计算,并与直线隧道进行对比,得出下述结论:(1)曲线隧道沿程阻力损失系数随曲线半径减小而增大,受风速影响较小,与掌子面距离400 m后发展稳定,并拟合出计算公式;(2)风管沿程阻力损失系数受隧道曲线半径和风速影响较小,与风机距离100 m左右已发展稳定。本文可为曲线隧道施工通风沿程阻力损失系数的选取提供参考,具有实际工程意义。

管道沿程水头损失的试验研究

在对几种常用的喷灌管道进行了沿程水头损失试验的基础上,提出了一系列管道沿程水头损失的计算公式,分析了这些公式理论上的完备性和实用上的可行性。本文提出的沿程水头损失公式与目前常用的三个国外经验公式相比,其精确程度可以提高20～60％;与我国国家标准《喷灌工程技术规范》(GBJ85-85)相比,部分数据更趋合理;与我国各喷灌测试基地以往多次试验结果基本一致。

基于井下长管线沿程阻力损失的计算研究

深井长管线液压作业过程中环境温度的变化较为显著,不考虑井筒内温度变化情况将导致沿程阻力损失误差较大,极易影响井下工具的正常作业。为此,在传统液压油沿程阻力损失计算的基础上考虑井下温度变化对计算数值所带来的的影响,优化了具有显著温度变化作业环境下管线的沿程阻力损失计算过程,并以S2V22号液压油为示例,计算并对比分析了定参数下及受地温梯度影响下不同液压流量的沿程阻力损失变化。研究结果为今后基于精确液压控制工具的深井作业提供了一定参考。