輸水管管內(nèi)智能探測球的動力學(xué)特性研究.pdf

1、管道漏損檢測是保障管道系統(tǒng)安全的重要手段。針對檢測長距離海底管道輸水漏損等新情況，提出了智能探測球技術(shù)進(jìn)行漏損檢測。本文對探測球在管道中的運動進(jìn)行了模型實驗和數(shù)值模擬研究，研究內(nèi)容著重于探測球設(shè)計參數(shù)及管道系統(tǒng)工況對其運動的影響，為實際工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　本文首先對有壓管中探測球滾動前進(jìn)的動力學(xué)特性進(jìn)行了理論分析，研究了球體運動速度與各影響因素之間的函數(shù)關(guān)系，為模型實驗和數(shù)值模擬提供理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了探測球在管中

2、滾動行進(jìn)的模型實驗，探討了球體在有壓管道中滾動前進(jìn)速度受管道內(nèi)來流速度、球體與管道直徑比、球體比重、管道傾斜坡度的影響，測得24顆不同比重、不同直徑的塑料球體在不同傾斜程度管道中運動的速度，并得到了球體爬坡所需的最小來流速度。實驗結(jié)果表明球體速度與來流速度及直徑比成正比，與比重及坡度成反比。最后應(yīng)用三維計算流體力學(xué)(CFD)理論建立了球體運動的RNG k-ε數(shù)值模型，并對探測球的運動特性進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，得到探測球周圍流體的速度和壓力