Изменение скорости потока

Обращает на себя внимание необычный характер кривых распределения консистенции: с увеличением скорости эти кривые не пересекаются, как это наблюдается для водопесчаных смесей, и кривая распределения концентрации водогравийной смеси по вертикальному диаметру трубопровода при большей скорости располагается выше, чем при меньшем ее значении. Поскольку среднее значение концентрации гидросмеси в опыте не изменялось, можно сделать предположение, что по горизонтальным хордам концентрация гидросмеси распределяется неравномерно. Специально выполненные измерения подтвердили это предположение.

По оси абсцисс отложено значение консистенции гидросмеси в данной точке потока, по оси ординат — расстояния по горизонтали X (ось трубы соответствует ординате X = 53 мм). Как видно, при малых средних скоростях потока на оси трубы концентрация твердых частиц оказалась несколько меньше, чем у стенок трубы. При больших скоростях концентрация в определенной зоне на оси потока увеличивается и становится большей, чем у стенки.

Если рассматривать распределение концентрации не по вертикальному диаметру, а по всему сечению (осредненное по горизонтальным хордам), то возможен случай, когда изменение скорости потока практически не вызовет изменения распределения консистенции водогравийной смеси. Этим объясняются результаты опытов Р. Дюрана, в которых измерялось распределение консистенции не по вертикальному диаметру потока, а осредненное по горизонтальным хордам.

Распределение консистенции гидросмеси неразрывно связано с распределением осредненных продольных скоростей. Сопоставляя распределение осредненных продольных скоростей потока для водопесчаной и водогравийной смесей, можно отметить следующие особенности:

1) динамическая ось при перемещении гравия выше, чем для потока водопесчаной смеси;

2) градиенты скоростей потока водогравийной смеси (за исключением нижней части трубы) больше, чем для потока, содержащего песок;

3) при движении в потоке частиц значительной крупности в нижней части трубы появляется характерный слой, где градиенты скорости незначительны.