1260.A多孔软管压力分布特性实验研究 毕业论文.doc

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1、XXX大学毕业论文题目:多孔软管压力分布特性实验研究 学 院: 水利建筑工程学院 专 业: 农业水利工程 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 完成日期: 2008年5月1日 目 录摘要一、前言1.1课题来源及研究的目的和意义.11.2多孔软管的研究现状.2二、多孔软管简述2.1 多孔管类型.42.2 多孔管开孔方式.42.3 多孔管流动机理.4 2.4 多孔管流动机理影响因素分析.5三、实验装置、实验方法及实验数据分析3.1实验研究内容.63.1.1沿程压力的测量.63.2实验装置.73.3实验方法.73.4实验中应注意事项.83.5试验数据处理及结果分析.8 3.5.1坡度对多孔管沿程

2、压力分布的影响.8 3.5.2首端压强对多孔管沿程压力分布的影响.103.5.3孔距对多孔管沿程压力分布的影响.113.5.4管长对多孔管沿程压力分布的影响.11四、多孔软管压力分布特性的理论分析4.1 压力分布特性的理论分析.134.2实验验证.16五、结论. 17六、致谢.19七、参考文献.20摘 要在农业、化工、电力等领域中,往往需要一种均匀分布流体的装置,多孔管就是典型的将主流经侧壁小孔,沿轴向流道均匀地流出的分配装置,如径向催化反应器分布器、流化床多管式气流分布器、板式换热器、锅炉的送风管和集箱等。由于多孔管的广泛应用及其重要性,说明了它具有一定的研究价值,本文主要对多孔软管压力分布

3、特性作简单介绍。本次试验主要是研究多孔管沿程压力分布规律,分别研究了坡度,首端压强,孔距及管长对多孔管沿程压力分布规律的影响。沿多孔软管每隔一定距离装置一个侧压管,通过读取侧压管读数来获得沿程压力。其中主要是通过让其他参数不变,只让坡度,首端压强,孔距,管长中一个参数发生变化的方法来进行试验。通过试验,分析实验结果得出结论如下:(1)平坡时,多孔软管沿程压力由首端到末端逐渐减小;顺坡时,随着坡度的增大,起始端压力逐渐减小,末端压力逐逐增大 ,坡度达到一定大时,末端压力大于首端压力,软管沿程压力逐渐增大;逆坡时,压力也是沿程逐渐减小,相比平坡,软管首端压力更大,末端更小,变化更明显。且逆坡越大,

4、软管沿程压力减小的越快。(2)随首端压强的增大,多孔软管沿程压力均增大,且沿程压力的增大程度大致相同,从起始端到末端的压力变化趋势更小,即使其压力分更均匀。(3)多孔软管的孔距越大,多孔软管沿程压力就越大,这是因为孔距增大,开孔率减小,导致多孔管内压力急剧升高。而孔距的越大,压力的分布就越均匀。(4)随管长的减小,多孔管的沿程压力增大,当管长减小到一定时,多孔管的沿程压力急剧升高,这是由于管长变小,孔距不变,导致出水孔减少,出水量急剧减小,而管道进水量不变,进口水的压力不变,所以导致管道沿程压力急剧升高;对其分布规律的影响:多孔管越短,其压力分布就越均匀。关键词:多孔软管 侧压管 流体 分配装

5、置 压力分布 坡度 首端压强AbstractIn the chemical, electrical, ventilation, and other fields, often requires a uniform distribution of fluid devices, perforated pipe is a typical mainstream of the wall will be small holes along the axial flow evenly out of the distribution of devices, such as radial reaction Fo

6、r distribution, fluidized bed multi-tube air distribution, plate heat exchanger, the air supply of the boiler and set me, and so on. Because of the extensive application of porous and importance that it has a value of research, this paper on the distribution of porous pressure hose for a brief intro

7、duction. The pilot study is perforated pipe along the distribution of pressure, respectively, on a slope, the first-pressure, Kongju and the ministers of the perforated pipe along the pressure on the distribution of the impact. Along the porous hose at a certain distance of a lateral pressure of the

8、 device, read by the side of the pressure readings of the pressure to get along. Let them mainly through the other parameters remain unchanged, only slope, the first-pressure, Kongju, the parameters of a change in the approach to testing. Through testing, analysis of results concluded as follows: (1

9、)-slope, along the porous hose pressure from the first front-end decreased; Shunpo, as the slope increases, start-pressure gradually decreases, by the end of the pressure by increasing the gradient up to a certain Large, the pressure is greater than the end of the first-pressure hose along the press

10、ure is gradually increasing; reverse slope, along the pressure is gradually decreased, compared with-slope, the first-pressure hose bigger, smaller terminal, changes More obvious. And the greater the reverse slope, reduce the pressure hose along the way sooner. (2) With the increase of first-pressur

11、e, pressure along the porous hoses are increasing, and the increasing pressure along roughly the same level, starting from the pressure of front-end trend is smaller, even if their pressure points more evenly . (3) of Kongju more porous hose, the hose along the porous greater the pressure, which is

12、increasing because of Kongju, opening rate of decrease, leading to the porous pressure increased dramatically. Kongju and the greater the pressure more evenly distributed. (4) With the decrease of the long, porous of the increased pressure along the way, when reduced to a certain length of time, the

13、 perforated pipe along the pressure increased dramatically, it is because of the long smaller, resulting in reduced water hole , A sharp decrease of water, and water into the pipeline unchanged, imports water pressure remains unchanged, resulting in a sharp pressure along the pipeline increased its

14、distribution of the impact: porous of the shorter, more uniform distribution of pressure.Keywords: porous hose ; side of the fluid pressure ; distribution devices; pressure distribution;gradient;first-pressure多孔软管压力分布特性实验研究一、 前言1.1课题来源及研究的目的和意义本论文为“国家自然科学基金资助项目(50369003)”课题中的一部分。我国农村供水的突出问题是农田灌溉供水不足

15、。目前全国农田受旱面积约 3 亿多亩。气候干旱、降水稀少、水资源不足、水土流失严重、生态环境脆弱是新疆干旱地区的主要自然特征。该地区全年平均降水量仅为147mm,平均蒸发量却高达1512mm。水资源短缺已成为新疆工农业生产发展和恢复生态平衡的最重要的制约因素1。为此发展微灌技术成为了21世纪的必然趋势,而多孔软管作为微灌技术的一项 ,具有一定的研究价值。今后,随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高,用水量将日益增大,水资源供需矛盾将进一步加剧。近年来,为了缓解水资源的供需矛盾,促进工农业持续、稳定发展,改善生态环境,新疆大力推广了节水灌溉技术,产生了较好的经济、社会和生态效益。但目前研究推广

16、的节水灌溉技术所用水源多为井水,存在首次投资大、运行成本高、对水质的要求较高等缺陷,对具有高附加值的作物较为适用。多孔软管微灌技术是在生产实践中探索创造的一种节水灌溉技术,在新疆得到了大面积推广应用。该技术主要通过灌溉渠道与大田的水位差和地面的自然坡降,利用干管、支管、毛管三级软管实现自流灌溉。多孔软管微灌与传统的地面灌溉相比,不必占用大量耕地修建田间土渠,节省了有限的土地资源,有效的提高了土地的利用效率;同时节约了用水、降低了劳动强度,可以实现规模化灌溉。自压软管微灌与加压喷灌、微灌相比,因其对水质的要求不高,可直接引用渠水,不用加压,降低了高额的首部投资,省去了大量的电力消耗,节约了能源,

17、增效明显,易被广大农民职工接受使用,适合在渠灌农业区推广应用2,3。多孔软管微灌作为地面灌溉向膜下滴灌和渗灌发展的一种过渡形式,在目前技术水平尚不高、经济实力还比较弱的情况下,可直接利用农田现有渠系,在一定的地形条件下具有较高的实用价值。但从目前全疆各地使用这一技术的情况看效果有好有坏,个别地方没有成功,主要是没有一套比较成熟的技术和规范。自压微水头软管的水力性能受地形和软管加工技术的影响很大,同时它要求软管内水流的压力水头变化范围比较小。如果多孔软管的沿程压力水头变化大,则不但灌水均匀度会降低,而且在压力水头较高处软管有可能因为超过容许应力而破坏,导致系统失效。为此我们进行了多孔软管水力性能

18、试验,结合理论分析了自压软管压力水头沿长度的变化规律,以期能够指导自压软管微灌技术的设计、施工和运行管理。1.2 多孔管的研究现状多孔管就是典型的将主流经侧壁小孔,沿轴向流道均匀地流出的分配装置,如径向催化反应器分布器、流化床多管式气流分布器、板式换热器、锅炉的送风管和集箱等。这类设备的操作状况、经济性、安全性等,在很大程度上取决于流体分配的均匀程度。因此,在研制众多的工程设备中,设备内的流体力学行为是首先必须解决的问题之一4。长期以来,多数相关研究都只是涉及均匀开口,并且假设多孔管孔口出流是均匀的。这就导致了很多理论工作的进一步推导陷入了误区,甚至所产生的误差还发生了误差累积。同时多数学者研

19、究的主要对象(多孔管)的长度一般很短,大多数不超过 1 米长,管道上的开孔数目也不是很多。也没有将管道铺设的坡度因素考虑进去,多数研究实验或者研究控制体都是在平破情况下进行的5。一维模型一直是流体均布理论或多孔出流理论的基础,一维流动理论也是多孔管长期采用的理论,并已积累了相当的实验数据和工程应用经验。该模型简化过程引起的误差都归并为两个实验系数进行修正,其简便实用使其在工程中具有相当的生命力,今后仍将是分支流理论的研究基础。导致一维模型计算误差的主要问题是理论模型的简化依赖于动量交换系数和摩阻系数对其的修正。现在的研究基本上是建立在实验测量多孔管分布器的摩擦系数、动量交换系数、穿孔阻力系数等

20、这些基础性的实验数据,理论模型的求解也只得在常系数条件下进行。由于工程实际中均为变系数情况,所以,变系数条件下的解析解一直是流体均匀分布研究的主要难题和研究者努力达到的方向,具有极重要的工程价值和理论意义。因此,研究两个系数的随流速的变化规律,一些重要的实验数据互不相关,甚至相互矛盾的现象是提高理论预测精度的重要途径6。消除理论模型简化过程带来的误差是理论上深化的主要问题,这有两条途径: (1)研究一维模型误差的来源和消除的方法;(2)应用三维流动模型。应用三维模型,除缺乏必要的实验数据外,一个合理的理论模型的建立还有相当的困难。另外,即使建立三维模型,通过求解三维流场的方法,在理论上也过于复

21、杂,很难被各领域的工程界所接受。未来的工作除在更大范围内测量分支流系统的动量交换系数、摩阻系数 穿孔阻力系数等基础性实验数据外,变系数理论和幂速度分布理论还有待进一步引入到合流、分合流组合流动系统中7。早期的研究者应用总体能量衡算法,导出了以伯努利方程或热力学第一定律为基础的机械能守恒方程。但是,McNawn 的实验显示,分流后的机械能可能大于来流的机械能。显然,这明显违反热力学第一定律的现象是由于伯努利方程以单位质量进行计算,而第一定律的能量守恒是建立在总能量守恒基础上的。当流体流人孔口后,低能的边界层流体经孔口流出,而相对较高能量的主流留在主管内,形成了能量的重新分布。但是,如果按质量百分

22、比计算机械能(均乘上一个百分系数),那么离开孔口的机械能之和就小于来流的总机械能,其中的损失可归为摩擦损失、转向损失等,总的机械能就会守恒。应用伯努利方程的另一个主要问题是由于伯努利方程是按流线建立机械能守恒的,这对分支流,进入分流管的流体经各个孔口流出,每个孔出流都有一条流线,即整个分支系统有多条流线,按那条流线建立能量守恒方程和评估摩阻损失,就意味着多种可能8。因此,为了避免此类问题,许多学者偏向于应用动量守恒法,并为现在大多数学者所接受。鉴于能量法本身的原因,现在已很少使用。动量守恒理论模型已构成了现今流体均布理论或分支流理论的基础。一直以来,对于多孔管各流动属性的研究,有不少的研究者在

23、相关领域作出了很多的贡献,同时也就产生了很多研究文献资料。这些研究文献和资料,涉及到了流量分布器、滴灌系统、气体流量分配管、多孔集水管等,并根据相关这些方面的实验数据,对多孔管的流量特性、流速特性、管流流态、管道开孔比及长径比与多孔管流动特性的相互关系、沿程阻力系数、入口雷诺数、穿孔阻力系数等进行了大量的探索和研究。尽管文献很多,但都可以认为是围绕一个目的展开的,即为了使得多孔器材或者材料对流体的分配更加均匀而展开的。因为研究多孔管其他特性,也都是以多孔管分配均匀性为最终目的9。多孔出流问题的研究一直分散于化工、动力、通风等具体的工农业领域,要使多孔出流问题成为一门理论,具体指导其它领域的研究

24、。吸取各领域内研究的精华,澄清研究过程中的不确定性,在力学高度上分析归纳,仍然是今后多孔出流理论研究的重点。已构成了现今流体均布理论或分支流理论的基础10,11。二多孔管简述2.1多孔管类型根据多孔管物理特征,可分为这样几种类型:等节距型、变节距型、等孔径变节距型、变孔径等节距型、等管径等节距型、变管径变孔径型、变管径等孔径型。(1)当管段孔口距离沿程相等,称之为等节距型,反之当孔口距离沿程变化时,称之为变节距型;(2)孔径相同、节距不同、管径不变的多孔管称之为等孔径变节距型;(3)开孔孔径不同、节距相同、管径不变的多孔管称之为变孔径等节距型;(4)节距相同、沿程管径相同的多孔管称之为等管径等

25、节距型,反之都不同时就称之为变管径变孔径型;沿程管径不同、孔径不变的称之为变管径等孔径型。2.2 多孔管的开孔方式主要有以下几种:(1)单条管道,同一断面处,开单孔;(2)单条管道,同一断面处,开两个孔,且两个孔之间的夹角为(3)单条管道,同一断面处,开三个孔,并且同一断面处每相邻两个孔之间夹角为2.3多孔管流动机理在多孔管流或分支流内,流体在流动过程中质量不断减少,属于变质量流动,管内压力变化受摩擦和动量交换的双重影响2。主流流体由于侧孔出流而流速减小,流速的减小使流体的部分动能转化为静压能,导致流体精流动方向产生压力升;另一方面,管壁摩阻将使流体沿流道产生压力损失,导致压力降低9。当流体流

26、人孔口后,低能的边界层流体经孔口流出,而相对较高能量的主流留在主管内,形成了能量的重新分布。但是,如果按质量百分比计算机械能(均乘上一个百分系数),那么离开孔口的机械能之和就小于来流的总机械能,其中的损失可归为摩擦损失、转向损失等,总的机械能就会守恒12-14。应用伯努利方程的另一个主要问题是由于伯努利方程是按流线建立机械能守恒的,这对分支流,进入分流管的流体经各个孔口流出,每个孔出流都有一条流线,即整个分支系统有多条流线,按那条流线建立能量守恒方程和评估摩阻损失,就意味着多种可能。2.4多孔管流动机理影响因素分析对多孔管流动机理的影响因素很多,通过大量文献和实验,我们发现影响多孔管流动机理的

27、因素主要涉及到以下几个因素:管长、管径、首端压强、流体性质、孔径、开孔方式、孔间距、管道坡度、管道粗糙率和管道断面几何形状19。(1) 管长大小会对管道流量产生影响,管道越长沿程能量损失就会越多,对单孔流量会产生影响,导致出流均匀度降低。(2) 管径大小会影响雷诺数大小,进而影响到管道流体流态。(3) 首端压强对多孔管流动机理的影响可以说是比较大的因素,多孔管所有的流动参数几乎都要受到它的影响,并且其影响效果也是非常显著,大多数流动参数都会随着首端压强的增加而增加。(4) 流体具有物理和化学两方面的性质,其中物理性质中的运动粘滞数对多孔管流动机理会产生影响,从理论上分析得知,它会影响管道中流体

28、流态,导致雷诺数发生改变,同时影响沿程水头损失。化学性质对多孔管流动机理的影响主要是通过自身与管道材料发生化学反应,导致管道发生物理上的变化,从而影响管道运行,一般在短时间内不会有太大影响15。(5) 孔径大小对管道出流性能的影响是最直接的,也是最明显的。它直接影响管道的出流均匀性。 (6) 开孔方式也会对多孔管流动机理产生影响,开口方式包括开口位置和开口形状,其方式的选取会对出流均匀度和出流量产生影响。 (7) 孔间距大小直接影响出流均匀度,在其他条件不变的情况下,孔间距越大出流均匀度越高,同时孔间距决定孔口数量的多少,在流体从孔口产生射流时,会在主流产生粗糙波峰,从而增加沿程能量损失。 (

29、8) 管道坡度大小会对管道沿程压力变化产生明显影响,进而会对沿程孔口出流产生影响,最终影响到多孔管性能。(9) 管道粗糙度对管道中流体流态产生影响,进而影响多孔管性能;管道断面几何形状主要是对雷诺数和沿程能量损失产生影响。以上这些因素都不是相互独立的,而是相互影响,相互制衡的。我们把上述这些因素可以归结为这样几个综合参数:长径比、摩擦系数、开孔比、动量交换系数、穿孔阻力系数和首端压强等等15,16。 三、实验装置、实验方法及实验数据分析3.1实验研究内容在水利建筑工程学院水工试验大厅进行试验。通过调整实验参数,进行不同参数(不同管长、不同水头、不同管径、不同坡度、不同孔距)情况下的水力试验。最

30、后通过实验数据并结合理论知识,揭示出多孔管的沿程压力分布规律。具体研究内容如下:通过试验分析和理论研究,揭示不同水头、不同坡度、不同孔距,不同管长对多孔管沿程压力分布规律的影响。3.1.1沿程压力的测量为了得出铺设软管的沿程压力,在本次实验中每隔5米在软管上安装一个测压管,在每调整一次坡度之后,都要用水准仪校核测压管的零点。测压管的零点即为同一位置测压管的铺设高度,根据连通器的原理,如果此位置多孔软管内的压强等于大气压强,那么测压管中水面将正好在零点;如果此位置多孔软管内的压强大于大气压强,那么测压管中水面将自零点上升一个高度h, h即为该点软管的压强高度,那么该点的相对压强为22: 3.2实

31、验装置1 蓄水箱 2 格栅板 3 溢流板 4 挡板 5 水表 6 闸阀 7 进水管 8 溢流管 9 水箱支座 10 软管 11 调节杆 12 铝合金平板图1 自压软管水力特性试验装置示意图本试验安排在水利建筑工程学院水工试验室内进行,本试验室能够满足研究生及本科生的日常教学需要及相关的毕业课题试验,设施齐备,满足本试验的各项条件和要求。仪器:自压水箱 1个 水准仪 1个测压管 15个 温度计 1个计算机 1台 流量计 2个测压板 16个 小 桶 100个秒 表 2个 量 筒 6个多孔管 若干条3.3实验方法试验中截取50米软管,封堵尾端,调节自压水头与铺设面坡度。为了控制软管首部的自压水头,首

32、部为带有溢流口的玻璃恒压水箱,通过调整水箱溢流口的高程即可控制软管进口的自压水头。为了控制软管铺设坡度,试验中用铝合金槽钢连接构成了软管铺设面,每隔2米设一支座,作为铝合金铺设面的调坡控制点。试验中通过调整支座高程来控制铺设坡度,坡度用自动安平水准仪校核。为了对比和了解总流量值,在水箱进水管和溢水管上均安装了水表。本次试验中,各种自压水头及坡度条件下的软管铺设长度均为50米。试验中的主要变化参数为多孔软管铺设坡度、首端压强、滴孔间距、管长,按以下组合安排试验组次:软管铺设坡度:i=(-1)、 0、1、3、6、9 ; 首端压强:H=20cm、30cm、40cm、50cm ;滴孔间距:=30cm、

33、60cm、120cm、240cm; 管长: L=5m、10m、20m、30m、40m、50m 。为了保证测试结果的代表性,每一组试验设两次重复,取其平均数据。3.4实验中应注意事项 1首部自压水头是通过调整水箱溢流口的高程来控制的,在每次测量时一定要确保溢流口两边的水没有持平,挡板两边有落差,以保证首端压强的正确。 2每调整一次坡度都要重新校核测压管的零点,因为每调整一次坡度软管的铺设高度都会发生变化,因此测压管的零点也会发生变化,重新校核测压管的零点以确保沿程压力读数的正确。 3在每调整一次水头,即软管重新充水时,在读测压管读数之前必须将软管内的气泡排除,以此来避免对读测压管读数而造成的误差

34、。3.5试验数据处理及结果分析本次试验主要是研究多孔管沿程压力分布规律,分别研究了坡度,首端压强,孔距及管长对沿程压力分布的影响。其中主要是通过让其他因素不变,只让坡度,首端压强,孔距,管长中一个因素发生变化的方法来进行试验。也就是说,让坡度设为变量,其他参数均为定值;首端压强设为变量,其他参数均为定值;孔距设为变量,其他参数均为定值;管长设为变量,其它参数均为定值。分别进行四组试验,来研究四者对多孔管沿程压力分布规律的影响。3.5.1坡度对多孔管沿程压力分布的影响在水头:50cm 孔距:30cm 管径:5.5 cm 管长:50 cm 的情况下分别测得了坡度为(-1) ,0 , 1 , 3 ,

35、 6 , 9时的多孔软管沿程压力数据如下:表1 不同坡度时的测压管读数(cm) 水头:50cm 孔距:30cm测压管距首端距离(m)05101520253035404550(-1)30.328.42522.119.517.816.415.114.514.113.60333026.825.122.221.420.219.919.619.119.512826.7252321.620.52019.820.321.221.5322.92220.419.519.518.519.520.821.522.824.3614.41514.514.915.116.317.920.523.225.728.7924.

36、527.527.729.330.532.535.538.942.54751.6为了更形象的观察坡度对沿程压力分布的影响,根据以上数据做不同坡度时沿程压力分布图象如下:图1 不同坡度时多孔管沿程压力分布图象由图象可看出:平坡时,多孔软管沿程压力由首端到末端逐渐减小。这是由于沿程有水头损失导致的;顺坡时,随着坡度的增大,起始端压力逐渐减小,末端压力逐逐增大 ,坡度达到一定大时,末端压力大于首端压力,软管沿程压力逐渐增大,这是因为坡度使沿程压力逐渐增大,而水头损失使沿程压力逐渐减小,坡度大到一定程度时,坡度对压力的的影响大于水头损失对压力的影响,所以结果是沿程压力逐渐增大;逆坡时,也是逐渐减小,相比

37、平坡,软管首端压力更大,末端更小,变化更明显。且逆坡越大,软管沿程压力减小的越急剧。3.5.2首端压强对多孔管沿程压力分布的影响为研究首端压强对多孔管沿程压力分布的影响,让其它参数设为定值,并尽量使其对沿程压力分布的影响最小,因此在平坡 ,孔距:30cm 的情况下分别测得了首端压强为20厘米水头,30厘米水头,40厘米水头,50厘米水头时的沿程压力数据如下:表2 不同首端压强时的测压管读数(cm) 坡度: 0 孔距:30cm测压管距首端距离(m)0510152025303540455020厘米水头14.813.411.510.28.88.17.77.67.57.37.430厘米水头17.616

38、.314.313.412.311.711.210.91110.510.840厘米水头22.2211917.216.415.514.614.514.614.214.350厘米水头23.522.520.618.818.11716.215.81615.515.7根据以上数据,做不同首端压强时的沿程压力分布图象如下: 图2 不同首端压强时多孔管沿程压力分布图象由图象可看出:随首端压强的增大,多孔软管沿程压力均增大,且沿程压力的增大程度大致相同,从起始端到末端的压力变化趋势更小,即其压力分更均匀。3.5.3孔距对多孔管沿程压力分布的影响为研究孔距对多孔管沿程压力分布的影响,在坡度:1 水头:50厘米 折

39、径5.5cm的情况下,分别测得了孔距为30cm,60cm,120cm,240cm时的沿程压力分布数据如下:表3 不同孔距时的测压管读数(cm)坡度:1 水头:50厘米 折径:5.5cm 测压管距首端距离(m)0510152025303540455030cm孔距17.715.814.61311.811.311.511.711.712.213.160cm孔距2422.72220.82019.519.919.72020.421.2120cm孔距33.63332.731.931.230.931.531.431.63233240cm孔距4039.84039.739.23939.839.94040.541

40、.4 根据以上数据,分别做出孔距为30cm,60cm,120cm,240cm时的沿程压力分布图象如下:图3 不同孔距时多孔管沿程压力分布图象由图象可看出:多孔软管的孔距越大,多孔软管沿程压力就越大,这是因为孔距增大,开孔率减小,导致多孔管内压力急剧升高。而孔距越大,压力的分布就越均匀。3.5.4管长对多孔管沿程压力分布的影响为研究管长对多孔管沿程压力分布的影响,让其它参数设为定值,只让管长变化,测其压力分布。为此,在坡度:1 水头:40cm 孔距:30cm 型号:折径5.5cm的情况下,测得了管长分别为:50m、40m、30m、20m、10m、5m时的沿程压力分布数据如下:坡度:1 水头:40

41、cm 孔距:30cm 型号:折径5.5cm测压管距首端距离 (m)0510152025303540455050m管长13.712.611.810.89.69.39.89.79.810.21140m管长15.714.714.313.612.812.813.513.71430m管长19.619.11918.618.118.419.420m管长25.925.926.326.526.510m管长34.634.9365m管长37.638.4表4 不同管长时的测压管读数(cm)根据以上数据,因以测压管距首端距离为横坐标,管长为变量,则测压管距首端距离也为变量,所以用无量纲量来表示:测压管距首端距离除以管长

42、为横坐标,测压管水头除以首端压强为纵坐标,即x/L和h/H 在其它参数为定值情况下,分别做出管长为5m、10m、20 m 、30m、40m、50m时,即管长对多孔管沿程压力分布影响的图象如下:图4 不同管长时多孔管沿程压力分布图象由图象可看出:随管长的减小,多孔管的沿程压力增大,当管长减小到一定时,多孔管的沿程压力急剧升高,这是由于管长变小,导致出水孔减少,出水量急剧减小,而管道进水量不变,进口水的压力不变,所以导致管道沿程压力急剧升高; 由图象还可看出多孔管越短,其压力分布就越均匀。四、多孔软管压力分布特性的理论分析4.1 压力分布特性的理论分析多孔软管可以看成是均匀泄流管道,那么要研究多孔软管的压力分布就可以按照均匀泄流管道的压力分布来研究。如果忽略沿程分流的局部水头损失,则在沿程均匀泄流管道的进口压力水头,减去管道从进口到任一断面之间的沿程水头损失,就是该断面处的压强水头。因此,要确定沿程均匀泄流管道的压力分布,只要确定沿程水头损失的分布就可以了21。由于流量与水头损失的关系为指数函数,因此沿程均匀泄流管道流量的沿程变化使水头损失沿管长的变化

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