The invention discloses an experimental device and an experimental method for simulating the flow around a pipeline and its scour. The experimental device for simulating the flow around a pipe and its scouring comprises a river bed model, a circulating mechanism, a pipeline mechanism and an observation mechanism. According to the experimental requirements, different river bed media can be selected to simulate different river bed types, change pipeline laying mode, and adjust pump power to realize flow control. By changing the three control factors of the model, the flow around the simulated pipeline and the flow around the pipeline can be studied. Its scouring law. The whole experimental device is a closed system. On the premise of satisfying the experimental results, the water consumption of the experiment is reduced, and the experiment is carried out more environmentally friendly.
【技术实现步骤摘要】
一种模拟管道绕流及其冲刷的实验装置及实验方法
本专利技术涉及管道水毁模型实验的
,尤其是一种模拟管道绕流及其冲刷的实验装置及实验方法。
技术介绍
随着国内管道工程的快速发展,各类管道的里程数都迅速增长,诸如给水管道、排水管道、燃气管道、热力管道、长输油气管道等。目前各种管道分布广阔,沿线地质条件复杂,不可避免的会发生一些地质灾害,影响管道的安全运行。地质灾害对管道安全运行的危害日益严重,据统计约占运营期间事故率的12%-20%,而由“水”引发的地质灾害在管道沿线发育十分普遍。为深入研究地质灾害对管道安全运行的危害,国内高校与企业建立了多个地质灾害模拟实验平台,如防灾科技学院的滑坡灾害模拟系统、成都理工大学的油气管道滑坡模拟实验平台、东华理工大学的滑坡模拟实验平台、中石油管道科技中心的油气管道采空区模拟实验平台。上述地质灾害实验平台对研究管道地质灾害起到一定的推动作用,但目前尚无管道水毁模拟实验平台。基于上述情况,亟需建立一种模拟管道绕流及其冲刷的实验装置及实验方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种模拟管道绕流及其冲刷的实验装置及实验方法,通过控制河床介质、管道铺设方式、水流量这三个因素,模拟河流在穿越管道时的绕流及其对管道下部河床介质的冲刷作用。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,包括:河床模型、循环机构、管道机构、观测机构。河床模型:包括四段U型槽,第一段长条形U型槽通过焊接与第二段半圆形U型槽连接,第二段半圆形U型槽通过焊接与第三段长条形U型槽连接,第三段长条形U型槽通过焊接与第四段半圆形U型 ...
【技术保护点】
1.一种模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在于:所述模拟管道绕流及其冲刷的实验装置包括四部分:河床模型、循环机构、管道机构、观测机构;河床模型:包括四段U型槽,第一段长条形U型槽通过焊接与第二段半圆形U型槽连接,第二段半圆形U型槽通过焊接与第三段长条形U型槽连接,第三段长条形U型槽通过焊接与第四段半圆形U型槽连接;循环机构:包括供水箱、储水箱、水泵、输水管,所述供水箱通过焊接与河床模型的第一段U型槽端口连接,所述储水箱通过焊接与河床模型的第四段U型槽端口连接,所述水泵放置在储水箱底部,所述输水管一端与水泵泵头连接,另一端伸入供水箱中;管道机构:包括管道夹具、管道,所述管道夹具为一U型槽,倒挂在河床模型U型槽的槽壁上,左右各一个形成一对夹具,管道夹具在河床模型U型槽的槽壁上可以自由移动,U型槽的一侧插入一个螺栓,用于固定管道夹具在河床模型上的位置,U型槽的另一侧焊接一个圆环,可以将管道插入,固定管道;观测机构:包括高速摄像机,所述高速摄像机通过支架固定在管道正上方1m处,镜头正对管道。
【技术特征摘要】
1.一种模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在于:所述模拟管道绕流及其冲刷的实验装置包括四部分:河床模型、循环机构、管道机构、观测机构;河床模型:包括四段U型槽,第一段长条形U型槽通过焊接与第二段半圆形U型槽连接,第二段半圆形U型槽通过焊接与第三段长条形U型槽连接,第三段长条形U型槽通过焊接与第四段半圆形U型槽连接;循环机构:包括供水箱、储水箱、水泵、输水管,所述供水箱通过焊接与河床模型的第一段U型槽端口连接,所述储水箱通过焊接与河床模型的第四段U型槽端口连接,所述水泵放置在储水箱底部,所述输水管一端与水泵泵头连接,另一端伸入供水箱中;管道机构:包括管道夹具、管道,所述管道夹具为一U型槽,倒挂在河床模型U型槽的槽壁上,左右各一个形成一对夹具,管道夹具在河床模型U型槽的槽壁上可以自由移动,U型槽的一侧插入一个螺栓,用于固定管道夹具在河床模型上的位置,U型槽的另一侧焊接一个圆环,可以将管道插入,固定管道;观测机构:包括高速摄像机,所述高速摄像机通过支架固定在管道正上方1m处,镜头正对管道。2.根据权利要求1所述的模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在于:所述河床模型第一段长条形U型槽长为3m,槽宽0.5m,槽壁高0.3m,与水平夹角15°;第二段半圆形U型槽内径2m,外径3m,槽宽0.5m,槽壁高0.3m,水平放置;第三段长条形U型槽长为3m,槽宽0.5m,槽壁高0.3m,与水平夹角15°;第四段半圆形U型槽内径2m,外径3m,槽宽0.5m,槽壁高0.3m,水平放置。3.根据权利要求1所述的模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在于:所述储水箱为2m×2m×0.5m的长方体铁质水箱,通过焊接与河床模型第四段U型槽端口连接,储水箱上表面完全开口,与第四段U型槽端口连接的一面,上半面开口下半面封闭,在储水箱底部装有变频水泵。4.根据权利要求1所述的模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在于:所述供水箱为2m×2m×0.5m的长方体铁质水箱,供水箱上表面完全开口,与河床模型第一段U型槽端口连接的一面,上半面开口下半面封闭。5.根据权利要求1所述的模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在于:所述管道夹具为一2cm长的U型槽,槽宽1cm,两侧高5cm,在U型槽的一侧开孔,插入一个螺栓,U型槽的另一侧焊接一直径10cm的圆环。6.根据权利要求1所述的模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在于:所述输水管为内径25mm、外径32mm的生胶水管,长度为2.5m,水管一端与水泵泵头连接,另一端伸入供水箱中。7.根据权利要求1所述的模拟管道绕流及其冲刷的实验装置,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔凡,鲍壮壮,郝宪杰,郭海军,路斌,
申请(专利权)人:河北博路天宝石油设备制造有限公司,中国矿业大学北京,
类型:发明
国别省市:河北,13
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