灌浆过程浆液密度动态检测方法理论及应用

本书以水电工程灌浆工程和过程参数检测为研究背景，基于岩土工程、流体力学、计算机技术、传感器检测技术多学科交叉，分别对水泥浆液特性及理论适用性进行分析；对现场传统差压式密度检测原理进行深入探讨，揭示了目前灌浆工程中普遍使用的差压密度计检测精度不高的根本原因；提出了灌浆桶内外自循环密度检测方法，通过室内试验完成设备测算和选型，并自主设计了极限液位控制电路，提高浆液密度的检测精度；结合室内试验对检测过程中水泥浆液的流动状态进行模拟分析，通过多个水电工程现场应用，验证自循环密度检测系统可行性和优越性。

第1章绪论
1.1灌浆浆液密度动态检测的现状
1.2密度动态检测研究进展
1.2.1非差压式密度计研究进展
1.2.2传统差压式密度计研究进展
1.3固液两相流特性研究进展
1.4流体力学理论研究进展
1.4.1基础流体力学研究
1.4.2CFD计算流体力学研究
1.4.3工程管道流动力学研究
第2章水泥浆液特性及理论适用性研究
2.1引言
2.2水泥浆液基本特性
2.2.1基本物理特性
2.2.2浆液流变性研究
2.2.3水泥浆液稳定性研究
2.3宏-微观尺度研究
2.3.1连续介质理论
2.3.2微观动理论
2.4稀-密相尺度研究
2.4.1水灰比对水泥浆液流变性的影响
2.4.2水灰比对屈服应力和塑性黏度的影响
2.5固-液相尺度研究
2.5.1固液两相流模型
2.5.2固相颗粒流运动
2.6本章小结
第3章传统差压式密度计工况及弊端分析
3.1引言
3.2差压式密度计原理分析
3.2.1伯努利方程
3.2.2密度计测量理论
3.3差压式密度计缺陷分析
3.3.1传统差压式密度计工况分析
3.3.2灌浆泵的脉动特性
3.3.3灌浆常规调节操作
3.3.4地层的可灌性
3.4差压式密度计的改进研究
3.5本章小结
第4章自循环差压式密度检测系统的研究
4.1引言
4.2自循环设计思路
4.2.1返浆管结构优化
4.2.2自循环测量结构设计
4.3稳定动力装置
4.3.1设备初始选型
4.3.2设备参数测算
4.4手动调节装置关键设计
4.4.1三通管
4.4.2无阀芯楔形变容积分流调节阀
4.4.3过流部件对流态的影响分析
4.5基于手动调节差压式密度装置稳定性测试
4.5.1自循环式差压式密度检测系统的压力传感器研制
4.5.2测量筒
4.5.3数据稳定性分析
4.5.4数据准确性分析
4.6自动稳定调节及报警装置
4.6.1误差测算
4.6.2变频调速
4.6.3液位报警
4.6.4反馈控制
4.7本章小结
第5章基于CFD-DPM耦合模型浆液流动特性模拟分析
5.1引言
5.2固液两相流研究基础
5.2.1固液两相流颗粒悬浮机理
5.2.2固液两相流计算模型
5.2.3差压式密度计中的流体模拟
5.3两相控制方程及耦合
5.3.1基本控制方程
5.3.2两相耦合
5.4模拟计算与结果分析
5.4.1计算域网格划分
5.4.2计算前处理设置
5.4.3计算结果及分析
5.5本章小结
第6章自循环差压式密度检测系统室内试验及工程应用
6.1引言
6.2室内模拟试验研究
6.2.1试验设备和原理
6.2.2室内试验
6.2.3结果分析
6.3自循环差压式密度检测系统的工程应用研究
6.3.1应用现场工程地质条件
6.3.2浆材及制浆
6.3.3灌浆试验
6.3.4自循环密度测量系统的现场应用
6.4本章小结
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