粘弹性管道准二维气液两相瞬变流特性分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zqg860808
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
输水管道是城市供水系统的重要组成部分,其运行状态将对供水安全性和管网输水能力产生重大影响。近年来,输水管道的种类越来越多样化,塑料管道由于其价格低廉,安装简便,承压能力良好的优点,在供水系统中的应用日益广泛。但其对瞬变流行为的粘弹响应与弹性管道有明显区别。因此,本文利用准二维DVCM模型对粘弹性管道气液两相瞬变流的压力波动和能量变化特性进行研究,主要研究内容如下:首先,本文结合准二维模型,广义Kelvin-Voigt模型和DVCM模型建立粘弹性管道气液两相瞬变流计算模型,并利用特征线方法对节点压力和流量进行求解。通过与文献中的实验数据以及一维气液两相瞬变流模型对比,验证模型的准确有效性。结果表明,准二维模型相比一维模型在模拟气液两相瞬变流压力的波峰和波谷以及衰减周期方面具有更高的准确性,与实验压力曲线的拟合程度更好。其次,本文引入四组不同温度的气液两相瞬变流实验,基于该数据对建立的准二维DVCM模型进行了网格和权重系数两方面的校核。网格灵敏度校核计算采用一定范围的轴向和径向网格量,通过比较不同温度下准二维DVCM模型在阀门处的计算压力值与实验压力值的均方根误差以及最大蒸汽腔体积与计算节点间液体体积之比,得出适用于本文四组实验模拟的网格配置(Nx=100,Nr=80)。同时,对蒸汽空腔体积计算式中的权重系数取值进行分析,通过比较采用不同权重系数的模拟压力值的均方根误差对比,得出计算精度最高的准二维DVCM模型的权重系数值为1.0。最后,引入同温度下的纯液相瞬变流实验数据,对温度和蒸汽空腔在压力波动曲线,管道本构特性和摩阻的能量耗散变化,延迟应变占比,壁面切应力分布等方面的影响进行分析。结果表明,随着温度的升高,管道的延迟应变值及其占比均呈现增加趋势,也就是说管道的粘性特性表现地更明显,同时管道本构特性引起的能量耗散及其在总耗散的占比也增大。这种能量和应变随温度变化的趋势导致了在气液两相瞬变流中速度分布的延迟现象。另一方面,蒸汽空腔的产生减小了由于粘弹效应流体对管壁的做功,对管壁摩阻做功也具有削减作用,从而导致气液两相瞬变流壁面切应力的衰减速率相对比纯液相实验小。在应变规律方面,阀前蒸汽腔的坍塌引起压力和流量的剧烈变化使得瞬变流过程中的应变曲线出现了尖峰脉冲,即空化现象导致了对阀门和管道更大的冲击。此外,管道的粘性特性随着温度的升高在加速压力波衰减以及减小蒸汽空腔的体积方面的作用更加明显,也就是说更有益于水锤防护和提高工程设计的经济性。
其他文献
我国老龄化形势日益严峻,依据“9073”的养老方针和我国城镇化进程,将有97%老人在城市住区空间中度过绝大多数时光。但是,目前住区适老化设施和服务错配现象严峻,住区空间面临压力。与此同时,高新技术为我国带来了千载难逢的机遇,以新兴通信技术为代表的智能技术为智慧城市、智慧住区、智慧养老提供了新思路,也促进了住区智慧化适老设计的研究和发展。城市住区公共空间是城市空间和户内空间之间重要的联系纽带,但是在
学位
学位
背景慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)是多种心脏疾病的终末阶段,具有发病率高、预后差,医疗费用高昂等特点。临床研究表明,手术治疗可能是提高缺血性心脏病及心瓣膜病等慢性心力衰竭患者远期生存率的最有效手段之一。然而,当这类病人行心脏手术时,将不可避免地经历心肌缺血与再灌注过程。研究表明,合并慢性心衰的患者,在体外循环下行心脏手术时,心脏更容易发生缺血/再灌注(ische
学位
国家在十九大报告中通过“健康中国2030”规划纲要,说明了市民的健康问题日益突出,我国对于未来国家和国民的健康发展非常重视。城市的发展已从增量规划转变为存量优化,全国各地的老旧住区改造也进行的如火如荼,老旧住区生活性街道作为人们日常生活的物质载体是城市存量的重要组成部分,而老旧住区生活性街道目前存在着诸多影响人们健康的问题,对于其进行促进人们健康的优化设计方式势在必行。全文以提出问题、分析问题、解
学位
目的:研究静脉注射加巴喷丁对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响及其机制。方法:动物实验:雄性SD大鼠96只,体重200-250g,按随机数字表法分为8组(n=12),分别为对照(sham)组,心肌缺血再灌注损伤(I/R)组,加巴喷丁(GBP)组,PI3K抑制剂LY294002(LY)组,加巴喷丁+抑制剂(GBP+LY)组,空病毒(GABAA Rδ-NC(Negative Control))组,慢病毒(G
学位
目的探讨线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)在七氟烷暴露6 h后诱导SD大鼠胎鼠海马神经元损伤中的作用及其机制。方法取孕d(18±1)SD大鼠胎鼠海马组织,经消化吹打制成单细胞悬液后种植于DMEM/F12培养基并随机分为对照组(Con组)、环孢素A组(Cs A组)、3%七氟烷暴露6 h组(Sevo组)、环孢素A预处理+
学位
随着汽车时代的到来,机动车逐渐占据街道的主体地位,弱化行人的使用权,各种路面资源对空间占用时相互排斥,街道不再成为促进城市活力与繁华的媒介,似乎成为生活中的边缘性空间。尽管在街道空间回归以人为本及宜居城市方面已经有部分研究理论与成果,但是街道类型较为广泛,多数为商业型街道、街道临界空间、广场等,以社区型生活性街道为研究对象的相关内容较少,关于其路面空间共享的探讨更少。因此,本文从道路发展时间综合考
学位
学位
目的骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种常见的慢性退行性关节疾病,其特点是关节软骨退化和软骨细胞衰老。酸敏感离子通道1a(ASIC1a)是一种质子激活的阳离子通道,在软骨细胞中含量丰富,可感知和调节关节腔的p H值。我们之前的研究表明,ASIC1a参与了酸诱导的大鼠关节软骨细胞衰老,但其机制基础仍不清楚。在本研究中,我们探讨了ASIC1a在软骨细胞衰老和OA中的作用机制。结果表明,
学位
研究背景与目的:重度失血性休克(Severe hemorrhagic shock,SHS)一直是威胁全球公共卫生安全的问题之一,常见于创伤、围手术期及胃肠道出血等患者中。在失血性休克所致的缺血/再灌注(Ischemia-reperfusion,I/R)损伤中,肠道被认为是诱发后续全身性炎症反应综合征(Systemic inflammation response syndrome,SIRS)及多器官
学位