管道输送技术在工业各方面的应用越来越广泛,国内外学者针对管道两相流的研究也越来越深入。研究的重点包括管道含沙水流特性、流动状态、浓度和速度分布、临界不淤流速和沿程阻力损失计算等方面。管道输沙临界不淤流速和沿程阻力损失是管道系统设计与运行的重要技术参数,直接关系到动力设备的选型和运行能耗。本论文依托“十二五”国家科技支撑计划——“大型煤炭基地沉陷区黄河泥沙充填修复技术及示范”,采用山东省梁山县黑虎庙镇陈垓引黄闸灌区渠首黄河泥沙,选用内径100mm、125mm、150mm三种不同管径的超高分子量聚乙烯管道,利用数据自动采集系统,对浑水管道泥沙水流特性以及黄河泥沙管道水力输送涉及的关键技术——临界不淤流速和沿程阻力损失,进行了物理实验与理论分析,主要研究内容和成果如下:(1)分析了管道中含沙水流特性。临界不淤流速和沿程阻力损失计算公式的研究,需要建立在对管道中水流的性质、泥沙的运动规律以及相关研究参数的基础之上。由于泥沙的存在,使得浑水水流性质不同于清水,本论文从泥沙颗粒运动形式、浑水水流流型的判别、浑水粘性影响因素等方面对浑水水力特性进行研究,确定了浑水水流相关参数的计算公式和判别方法,为临界不淤流速的确定和沿程阻力损失的计算提供支撑。(2)对临界不淤流速的影响因素以及具体影响效果进行了分析,并通过回归分析提出了可用于本次实验的临界不淤流速的经验计算公式。通过对三种不同管径、不同含沙量条件下临界不淤流速实验结果分析,总结含沙量、管径(内径)、泥沙密度、颗粒级配等因素对临界不淤流速的影响效果,同时对比现有临界不淤流速的经验计算公式提出可用于本次实验的临界不淤流速计算公式。(3)在沿程阻力损失计算方面,实验取得了三种不同管径、不同含沙量条件下多组沿程阻力损失实验数据。总结出影响沿程阻力损失的因素包括:含沙量、流速、管径、泥沙密度等,根据各影响因素的具体影响效果,通过回归分析,提出可用于本次实验的沿程阻力损失计算公式。