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    管道構件在管內作用的水力功效

    2019-05-27   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港從權威人士處獲悉:不銹鋼管不銹鋼管是金屬管的一種,自20世紀發明以來憑借其優良的性能和漂亮的外觀在所有管材的發展中一枝獨秀。其優點為:滿足健康生活要求、安全衛生,可保持水質純凈對人體健康沒有任何影響;使用溫度范圍極廣,可在-270℃4的溫度下長期安全工作(這是其他任何塑料管材都無法比擬的);它是一種環保材料,不含環境污染物(無鉛、無聚氯乙烯、無環境荷爾蒙等),可無數次再生,100%回收利用;材料本身具有很高的強度和耐腐蝕性、可靠耐用、長壽命、低維護,大大降低了水管的滲漏率;具有優越的流通性能和較好的保溫性能可節約能源、降低能耗。管路筆直涅亮,增強管路外觀質感。唯一的缺憾是為:不銹鋼管路安裝比較麻煩。
      
      太陽能熱水管路管材的選用原則及綜合性能比較1.太陽能熱水管路管材的選用原則隨著人們生活水平的提高和環境保護意識的覺醒,綠色安全管材愈來愈受到人們的關注和社會的普及。而太陽能熱水器管路管材的選用,站在消費者使用的角度來講,首先管路在其使用壽命內,應穩定可靠、不漏水、不爆裂、不發生危及生命和家庭安全的事故、能保證長久使用。這就要求供水管能夠耐腐蝕、耐低、高溫、抗凍,具有良好的機械性能;其次管道須對人體無任何損害,也就是管件必須具有良好的衛生性能,這給材料提出了很高的要求(隨著人們生活水平和健康意識的提高,這一點顯得愈來愈重要);另外管道內壁應光滑、水頭損失小、保溫性能好、這樣可以降低能耗節約資源;最后在施工時要連接方便、操作簡單,這樣才具有推廣的可能。
      
      管道車設計一般的料筒為密封的圓柱筒,當被放入管道內時,由于管道內過水斷面減小,斷面流速會急劇增大,造成料筒前后顛覆,運動很不穩定;同時,在運動過程中也會損耗較大的能量。基于上述問題,設計時考慮在料筒兩端分別安裝了呈120的等間隔角的圓柱形支撐,使得管道車在管道中不論靜止還是運行時,料筒軸線和管道軸線相吻合,保持同軸心運行,從而克服了其運動不穩定的問題;同時,支撐末端上裝有萬向滾珠以減小其與管道的摩擦阻力,從而實現了節能的目的。文中將盛放物料的料筒及其附屬構件(支撐體和萬向滾珠等)稱為管道車。管道車結構示意。
      
      中國鋼管信息港從權威人士處獲悉:試驗裝置試驗裝置主要由供水裝置、投放與接收裝置、試驗管道以及測試系統等4部分組成。試驗管道為有機玻璃圓管,全長約44m,管徑100mm.管段之間均由法蘭盤密封連接。投放與接收裝置主要用于投放與接收管道車。供水時,水先由離心泵從地下水庫抽入輸水鋼管,通過閘閥調節流量后,再輸入有機玻璃管道;在測試管段中對管道中的各水力因素進行測量后,水最后經出水池流至地下水庫形成一個閉合的循環回路。
      
      測試流程根據試驗方案的要求,需對管道車運動過程中管道中的流量、壓力以及管道車的運行速度進行測量。試驗測試流程如所示。其中渦輪流量計用來計量管道流量,流量指示積算儀顯示流量讀數;壓力變送器(壓力計)和壓差變送器(壓差計)分別測量管道各測點的壓力;對射式光電開關測量管道車的運行速度;數顯儀表盤顯示壓力讀數;無紙記錄儀記錄流量、壓力數據,每秒1次;PLC用于記錄管道車通過各測點斷面的時間;最后,所有試驗數據都通過Excel格式傳輸并保存到電腦中。
      
      試驗結果分析為管道車在有壓管道中運動時的受力示意。由圖可見,管道車受力包括:管道車自身的重力G;管壁對管道車的支持力Fg;水流浮力FT;%管壁對管道車的摩擦力Ff,Ff=fFg,其中f為摩擦因數;管流作用于料筒端面的與來流方向平行的壓差力F,F=pA,其中p為管流作用于料筒兩端的壓強差,A為管道車的端面面積;環狀縫隙流作用于管道車壁面的剪切力,可表示為F=8(vcx-vax)2A,式中為流動阻力系數,與流體及管道車材料有關;為液體的密度;vax為環狀縫隙流的平均流速;vcx為管道車運行的平均速度;A為管道車的側面積。
      
      浮力、摩擦力、壓差力、剪切力都與管道車的結構有關。不同型號管道車的速度變化在管道車質量m分別為1200和1500g,雷諾數Re分別為140000和240000時,不同型號管道車的速度變化情況如示。(1)車長L和車徑D都是影響管道車速度的重要因素,在管道車質量和雷諾數相同的條件下,管道車的結構直接影響管道車所受的浮力FT(與管道車的體積有關)、壓差力F(動力,與管道車的直徑D有關)以及剪切力F(動力,與管道車的直徑D和長度L有關),并進而影響到管道車所受的摩擦力Ff。
      
      根據管道車受力分析可以看出,無論D增大還是L增大,管道車所受的浮力FT都增大,而由摩擦力計算公式可知,管道車所受的摩擦力Ff都減小。若D越大,由壓差力計算公式可知,管道車所受的壓差力F就越大;L越長,由剪切力計算公式可知,管道車所受剪切力F也越大。因此,綜合比較3種型號管道車的受力情況可得出,型號為150mm80mm的管道車運行速度最大,型號為100mm80mm的管道車次之,而型號為150mm70mm的管道車運行速度最小。
      
      (2)質量較輕的管道車運動速度較快,其原因主要是由于質量較輕的管道車所受的摩擦力f較小。
      
      (3)雷諾數較大時,管道車運行速度較快,其原因主要是:由雷諾數表達式可知,雷諾數越大,流量就越大。而由于流量為管道車運行提供動力,流量越大,管道車所受的動力就越大,從而運行速度較快。
      
      中國鋼管信息港從權威人士處獲悉:試驗管段的單位能耗(水頭損失)變化從中可以看出,試驗管段由3部分管段組成:直線段(長3761m)、平彎段(長336m)和斜彎段(長306m)。在管道車質量m分別為1200和1500g,雷諾數Re分別為140000和240000時,不同型號管道車在有壓管道中運行剛結束時,各管段的單位能耗變化情況所示。定義單位能耗Eu為單位長度下輸送單位質量的物料所消耗的總能量。
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