小浪底水库管道输沙的可行性分析

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管道输沙是目前减轻水库淤积的一个有效的途径。管道阻力损失特性和临界不淤流速特性是管道水力输送固体物料的最基本问题,而管道内部的两相流十分复杂,理论研究还较为困难,多数的研究都是以试验方法为基础的。  本文就是基于小浪底水库的管道排沙试验,研究不同流速、粒径、浓度下管道输送的阻力损失以及临界不淤流速,采用实测资料与他人计算模型对比分析的方法,得出几点关键结论:  (1)与本次试验所吻合的计算模型:在同管径、同粒径情况下:流速为3.18 m/s时,阻力损失与杜兰德阻力损失模型拟合较好,坡降随着浓度的增加先增大后减小;流速为2.08m/s时,阻力损失与费祥俊阻力损失模型拟合较好,坡降随着浓度的增大先减小后增大。  (2)基于这两个计算模型,得出了本次试验合理的输送参数,流量620 m3/h,(流速2.08m/s)、含沙量为1280kg/m3(浓度48.3%)、中值粒径为0.0603mm。  (3)以目前的管道输送情况和计算模型的分析,给出了大管径、高浓度的管道输送的参数建议,在今后的工程实际应用中以2.08 m/s流速,中值粒径0.0603 mm为基本参数。0.63m管径时,最佳输送含沙量是1150kg/m3,月排沙量64.39万t,50m和100m水头下的输送距离分别为19.22km和38.44km;0.92m管径时,最佳输送含沙量是1180kg/m3,月排沙量140.90万t,50 m和100 m水头下的输送距离分别为30.30k m和60.60k m;1.22 m管径时,最佳输送含沙量是1180kg/m3,月排沙量247.77万t,50m和100m水头下的输送距离分别为42.28km和84.57km。
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