基于动网格6DOF模型的框架式流速仪水力特性数值模拟与明渠测流速率常数预测

为分析明渠内框架式流速仪流场特性与运动姿态,同时对流速仪倍常数K和摩阻系数C进行率定,根据不可压缩流体流动的Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,结合VOF多相流模型,建立动态网格下的6自由度(6DOF)刚体动力学耦合数值仿真模型,对水冲击流速仪旋桨使之被动旋转过程进行了仿真,分析了流速仪在不同位置对流速仪倍常数K和摩阻系数C的影响规律。结果表明:采用动网格6DOF模型可以较好地模拟框架式流速仪在明渠的流动状态,仿真结果可靠性较高;通过对不同时刻转速与流速拟合曲线分析可知,流速仪位置不同会影响流速仪摩阻系数C,对流速仪倍常数K影响不大。研究结果可为进一步研究框架式流速仪优化和不同含沙水流条件下对流速仪的磨损提供参考。

明渠水流流层平均流速分布规律及其应用

为提高灌区用水管理水平及水资源利用效率,基于室内及田间实测资料,利用指数律计算了流层平均流速,采用双幂律拟合流层平均流速垂向分布,给出了相关参数的确定方法,并基于流层平均流速分布双幂律提出了"水面流速法"实现明渠测流。经室内及田间实测资料验证,双幂律可以准确表达流层平均流速垂向分布特点,在0.1≤y/h≤0.95的范围内,除个别点外,双幂律计算流速与实测流速的相对误差在±5%以内;首次提出的"水面流速法"只需测量水面中点流速及水位,即可根据断面参数计算渠道流量,测流结果精度较高。与传统方法相比,"水面流速法"无需改造渠道,不干扰水流,在不降低测流精度的条件下,大大节省了田间测流工作量,适应灌区对量水自动化与信息化的发展需求,可以在生产实际中推广应用。

平原地区小型泵站的机组装置效率测试的原理与方法

泵站机组装置效率测试的主要目的是测试泵站技术经济指标,得出工程运行及管理所需的技术参数,验证工程设计中所采用的主要技术参数是否合理,是泵站技术改造和技术经济指标考核的重要依据。在进行实际机组装置效率测试时,由于平原地区小型泵站自身管路条件的限制,无法满足流量测量仪器设备安装的要求,故采用渠道断面流速法进行流量测量。并且由于小型泵站装机容量较小,采用双瓦特表法进行输入功率测量。通过工程实例应用,证明这种方法是可行有效的,并且适用于平原地区小型泵站的机组装置效率测量。

基于X型的井下流量测量误差校正系统及计算方法

针对流体中的悬浮粒子引起的超声波时差法测量准确度下降的问题,根据时差法和频差法两种测量方式在不同测量环境下适应性的不同,提出了一种基于X型双通道时差-频差相结合的测量方法。利用WAVE2000Plus仿真分析了超声波在含有不同浓度悬浮粒子的液体中传播时其声场的变化,得到了不同位置的接收器所接收到的回波信号曲线。结果表明,悬浮粒子浓度不同,不同类型的回波信号强度也不同。针对X型测量方式提出的流量计算流程和方法,可以适应井下管道内不同悬浮粒子浓度的流体流速测量,能有效提高井下流量的测量精度。

基于泰森多边形的多点法测U形明渠流量

U形渠道是我国灌区主要的输水渠道,基于泰森多边形的多点法在U形明渠流量测验中的应用尚为首次提出,在简单介绍泰森多边形法在明渠流量测量中应用原理的基础上,采用基于泰森多边形的一点法、二点法、三点法来测量U形明渠流量,并进行对比分析,得出此三种方法所测流量的平均误差分别为5.4%、4.6%、1.5%,均满足工程实践的要求,为U形明渠流量的测验提供了一种新的方法。

基于稀释法的矩形明渠自动测流研究

为了探索基于稀释法的自动测流装置在矩形明渠中的测流精度及影响因素,利用YD-1H型盐度计测量示踪剂溶液投入前后矩形明渠水流的盐度变化,可得到各个时段水流的盐度值。基于稀释法的自动测流装置结合了YD-1H型盐度计与物联网云平台,自动测量水流盐度,从而得出流量QC-1V/∫T-0(C-2-C-0)d t。通过观察电磁流量计的流量以及对实验测流数据的分析,结果发现,基于稀释法的自动测流装置得到的流量与矩形明渠中实际流量平均相对误差在4以内,符合明渠测流装置测量精度的要求,进一步证明了基于稀释法的自动测流装置的可行性,具有一定的推广应用价值。

基于超声波的八路巡检流量计设计

在流量测量中,超声波测流量以其非接触测量方式、智能化以及测量范围广等优点被广泛应用。针对超声波流量测量的优点,该设计开发了一套八路巡检的超声波时差法流量测量装置,该测量装置采用了主控制器STM32和高精度计时芯片TDC-GP21,通过对信号的升压发射处理和八路测量通道的切换,用以测量小管径、低流速、单向流体的管道内流量。该测量装置采用高压驱动超声波换能器,提高了装置的抗干扰能力,大大减少了使用成本,并且通过软件的方法有效地抑制了流量装置的零点漂移,提高了测量装置的计量精度。

卡洛特水电站引水系统流道混凝土温控防裂研究

大型水电站引水系统流道结构形状复杂,施工程序繁多,施工期流道混凝土开裂问题尤为突出。基于卡洛特水电站引水系统流道结构,采用有限单元法开展了混凝土施工期温度和温度应力仿真分析,主要对外界气温、流道厚度尺寸、分缝长度、浇筑温度等进行了对比计算,分析了进水口流道混凝土的易裂部位及裂缝产生的主要影响因素。在此基础上提出了流道混凝土温控防裂措施。

超声波时差法在平原渠道流量监测中的应用

针对我国华北平原常态化引调水工程监控对水文监测数据的时效性、准确性越来越高的要求,不断提高自动化监测能力和水平是解决问题的有效途径,因此在华北平原引调水工程水量监测站安装超声波时差法流量监测系统,分析工作流程,开展研发实践应用。在分析测量原理的基础上,运用数理统计法建立时差法流量多元线性回归模型,通过与同步实测流量比测,率定模型参数。对监测成果进行定线精度评定和关系线检验,满足一类精度流量站要求。在一次引黄输水期验证流量测验精度及监测系统性能,结果表明:时差法流量与实测流量系统误差为-0.55 m^(3)/s,径流量相对误差为0.17%,测验精确度高;时差法流量监测系统运行稳定可靠,可实现明渠流量实时在线监测和数据远程传输功能,建设成本较低,有推广应用意义。

大型立式轴流泵进水流道两点压差式测流法研究

水泵流量是确定泵站装置效率和能源单耗的关键参数,研究大型立式轴流泵进水流道两点压差式测流法具有非常重要的意义。应用基于Standard k-ε、RNGk-ε和Realizable k-ε湍流模型的RANS方法分别对肘形进水流道的水流流动进行数值模拟,研究了不同湍流模型在数值计算中对壁面压强的预测能力,并与物理模型试验数据进行对比,结果表明Realizable k-ε湍流模型所预测的进水流道压差与试验结果最为接近。对肘形进水流道模型在不同的流量条件下进行数值模拟,分析了壁面的压强分布规律并确定了测压点的具体位置。在肘形进水流道原型的数值计算中,采用了与模型数值计算相同的数值方法,同时引入大并行的云计算技术,预测了大型立式轴流泵现场实测流量与压差的函数关系。