梅, 冯燕, 吴国娟 陈涛郁, 施永生, 张VIP免费

第34卷第2期2009年4月��昆明理工大学学报(理工版)�http://www.kustjourna.lcom/JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology)Vo.l34�No�2�Apr.2009收稿日期:2008-10-14.基金项目:昆明理工大学科学研究启动基金资助项目(项目编号:校青2006-35).第一作者简介:陈涛郁(1973-),男,硕士,讲师.主要研究方向:市政工程.E-mai:lcty2005555@sohu.comdo:i10.3969/.jissn.1007-855x.2009.02.010两相流动对污水管道输送阻力实验的研究陈涛郁,施永生,张�梅,冯�燕,吴国娟(昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650224)摘要:基于气-固两相流动研究成果,经过理论分析,可以得出关于污水管道输送阻力的初步结论.应用实验数据,进行方差分析后可知:固相浓度和固相颗粒粒径对计算污水在管道内流动的沿程损失无显著影响;90�弯管的局部阻力系数�与其布置形式(或相邻管段的组合特征)密切相关.关键词:两相流动;沿程阻力;局部阻力;弯管中图分类号:TU992.22文献标识码:A文章编号:1007-855X(2009)02-0045-04ExperimentalResearchonFlowResistanceofSewageinPipesasTwoPhaseFlowCHENTao�yu,SHIYong�sheng,ZHANGMe,iFENGYan,WUGuo�juan(FacultyofCivilandArchitecturalEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650224,China)Abstract:Basedonformergas�solidflowresearches,theinitialconclusionsabouttheflowresistanceofsewageinpipesarereached.Throughanalyzingvarianceofexperimentaldata,itisconcludedthattheconcentrationandthediametersofsuspendedparticleshavelittleinfluenceonthecalculationofthelinearresistancecoefficientofsewagepipeflow,whilefora90�elbow,thelocalresistancecoefficientiscloselydeterminedbythearrangementofthetwoadjacentpipes.Keywords:twophaseflow;linearresistance;localresistance;elbow0引言绝大多数生活污水和工业废水均为液固两相流体;管道运输作为与铁路、公路、水运、航空并列的五大运输方式之一,广泛应用于工业生产和公众生活中,亦是目前污废水收集、运输的最主要方式[3].根据相似理论,将气-固两相流动研究成果应用于对污水管道输送阻力的理论分析,可得如下结论(在典型的特定情况下):1)按非均质流计算,污水管道的沿程阻力系数与清水时相比增加率约为1�3%,可以忽略不计.2)在管道内(90�弯管处)流动时的局部阻力系数�m=1�14�w(水平面内)或�m=1�17�w(垂直面内),均显著地大于清水流动时.3)弯管的局部阻力系数与相邻管段的组合特征密切相关,而且差异极为显著.1实验装置1�1实验装置的设计为了验证上述分析结果,设计实验装置,包括:1)高位水箱1个(其中有稳流孔板和溢流板各一).2)管路2套(管路1和管路2).每一套管路含8个管段(其中第6段管径为d2,其余管段管径为d1),90�弯头5个(1-2,2-3,3-4,4-5,7-8),突然扩大接头1个(5~6)和突然缩小接头1个(6~7),另有闸阀1个.目前建筑排水多采用PVC管,市政排水多采用混凝土或钢筋混凝土管.为方便研究,实验采用镀锌钢管(但必须使流动处于自模区),共3种规格(DN25,DN32及DN40).第1套管路内径d1=26�78mm(DN25),d2=35�77mm(DN32);第2套管路内径d1=35�77mm(DN32),d2=40�00mm(DN40).3)测压计1个.4)污水泵、整理箱(作蓄水池用)及水龙带等循环装置.5)在距各局部构件上下游适当位置处钻孔并与测压计中各相应的测压管连接.设计的主要工作在于要在条件许可的前提下确定溢流水位使在2套管路中流动时的雷诺数尽可能地大(保证Re>>1104)[4],并估算污水泵的扬程.1�2实验原理在距各局部构件(5个90�弯管,2个大小头)上下游适当距离的直管处钻孔并接测压计,根据相邻测压管的水位差值及相应的流量值,可以分别计算各管段的沿程阻力系数�和各局部构件的局部阻力系数�.实验原理见图1.实验装置见图2.2实验过程2�1实验设计依据理论分析,决定某一特定管路中液-固两相流动沿程阻力系数和局部阻力系数的可控因素主要有:固相浓度、固相颗粒的特征(如比重、大小、形状及级配等)以及雷诺数Re.当Re分别大于一定值时,流动进入阻力平方区,�及�分别与Re无关[4].由于污水中固相颗粒的来源多种多...