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摘要
球形检测器在管道内部运行时会受到管内流体状态的影响,可能会使球体在管道内发生不稳定滚动,严重影响球形检测器检测效果.针对球体在供水管道中的动力学特性进行了理论分析,研究了球体运动状态与管内流体状态各参数因素之间的关系,给出了球体稳定运行条件,建立了供水管道中球体运动的受力模型;然后对受力数值模型进行仿真分析,得到球体周围的流体流速与压力分布规律,流体和球体相对速度与球体阻力系数、升力系数、力矩系数之间的关系,拟合了流体和球体相对速度与球体滚动角速度之间的函数关系;最后实验验证了理论分析和数值仿真的合理性,并由流体入口速度、球质心运动速度、球滚动角速度、球滑动速度和流体与球质心相对速度之间的关系,求出了球的滚动和滑动速度,为球形检测器结构质密参数管内流体状态参数之间的匹配优化设计提供理论指导,从而使其具有较好的管径适应性和管道通过性.
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单位土木工程学院; 安徽建筑大学; 清华大学合肥公共安全研究院
