竖井式进出水口水力特性研究进展

竖井式进出水口是抽水蓄能电站水道系统两端控制水流的常用进出水口型式之一。竖井式进出水口双向过流,水流在短距离内经历两次90°流向转变(水平-竖直-水平),流向变化剧烈,水力条件复杂,深入研究竖井式进出水口水力特性,进而优化其体型结构,对抽水蓄能电站设计及施工具有重要意义。首先,介绍竖井式进出水口应用背景及体型特点,分析竖井式进出水口水力特性存在的问题;其次,对竖井式进出水口孔口流量分配、拦污栅断面流速分布、漩涡和水头损失等方面研究进展进行总结;最后,归纳了竖井式进出水口水力特性研究方法,探讨了今后研究应聚焦的主要方向。

大体积混凝土入仓温度控制及水管冷却优化技术研究

基于混合料温度计算公式,计算了预冷各种原材料对混凝土的降温效果,确定了符合目标入仓温度要求的原材料冷却方案。在16℃入仓温度条件下,对大体积混凝土进行了Midas有限元模拟,分析了不同仓层厚度、不同冷却水管布置参数对温度峰值和温度场的影响。原材料降温计算结果显示,预冷骨料降温1℃时混凝土降温0.77℃,耗能1823 kJ,制冷水降温1℃,混凝土降温0.18℃,耗能419 kJ。温度场模拟结果显示,仓层厚度为3.0 m时,混凝土温度峰值最大,不布置冷却水管时为46.4℃,布置单层冷却水管(水管距离1.5 m)时为42.3℃。当冷却水管垂直间距减小至1.0 m时,温度峰值为40.0℃,水平距离减小至1.0 m时温度峰值为41.5℃,水管层数增加后,温度峰值区范围明显减小。结果表明,骨料降温至10℃,制冷水降温至4℃,可在全年实现入仓温度不超过16℃。混凝土内温度峰值随仓层厚度减小略有减小,但整体降幅较小,合理仓层厚度在2.5~3.0 m。减小仓层厚度和布置冷却水管的降温效果是线性叠加的。水管间距、层数对温度峰值影响较小,但可明显影响温度峰值区的范围。最优温控方案为:浇筑仓层厚度3.0 m,设置两层冷却水管,水平间距1.5 m,垂直间距1.0 m。

进水管设置角度对圆形循环水养殖池自清洗能力的影响

为了提高圆形养殖池的自清洗能力,本研究系统开展了污物汇集试验和流场测量试验。实验针对圆形养殖池双管贴壁进水模式,共设计9个不同的角度工况。利用设置在养殖池正上方的相机记录不同工况下污物的汇集过程,通过分析污物的运动过程以及池内剩余的污物量,量化进水管设置角度对养殖池内污物汇集过程以及自清洗能力的影响。利用PIV技术测量了不同工况下距离池底1、2、10、19 cm(底层、近底层、中层、上层)水层的流场,通过分析流态以及水阻力系数Ct、速度均匀系数DU50等养殖池水动力参数,阐明进水管设置角度对养殖池内污物汇集以及自清洗能力的影响机制。结果显示,进水管设置角度明显影响养殖池的自清洗能力,自清洗能力随着进水管设置角度的增大先增大后减小,在45°~50°工况时养殖池自清洗能力最优;进水管设置角度通过影响底层流速大小和流态影响养殖池的自清洗能力,流速大小决定污物能否起动,流态决定污物能否汇集至出水口。因此,在实际循环水养殖生产中建议将与本研究中类似的养殖池的进水管角度设置为45°~50°,以提高养殖池的自清洗能力,提升循环水养殖系统的综合性能。

砂性土河道充水式橡胶坝集水廊道失效原因及改进措施

充水式橡胶坝的应用日益广泛使用,其集水廊道失效现象逐渐增多。对砂性河道上充水橡胶坝集水廊道的失效原因进行了分析,提出了改进措施,并以太湖县长河水环境整治工程3^(#)拦河堰为例,详细介绍了在无砂混凝土集水廊道的基础上增加斜插反滤进水管的改进设计,并通过渗流计算验证了改进结构的可行性和可靠性。相关成果可为类似工程提供借鉴。

涂布工艺进排气管道设计及废气治理工程实例分析

基于工程实例,详细介绍了涂布工艺进排气管道设计和废气治理的工艺和方法。首先,研究了涂布工艺的进风和排风系统,结合工艺产线需求,利用仪表和阀门控制新风量和废气风量,通过控制鼓入新风量和废气排放的比例,达到涂布机在不同工作条件下系统的最佳使用新风量和排风量。其次,对涂布所排放的废气进行处理。该废气主要成分为甲醇和其他少量的芳香烃类、醚类有机物,配合蓄热式氧化炉(RTO)加以焚烧,对部分热能进行回收利用来节约能耗。最后,利用仪表和一整套控制系统对工艺流程进行实时监测控制,既达到了节能效果,又解决了环境问题。

交叉管网水力特性及优化设计

管道交汇处水流的紊动混合作用较强,水流能量损失较大,影响过流能力。采用有限体积法模拟不同工况的交汇管段水力特性,通过对交叉管网流速等水力参数的讨论揭示交叉管网的水力特性及设计参数对其的影响。结果表明,随入汇角的增大对交汇处流速的影响越来越明显,90°时达到最大。随着汇流比的增大,支流水流对干流的挤压显著,影响过流能力。该成果可为管网优化设计及管网运行管理等提供依据。

溃堤洪水在有压雨水管网街区演进的试验研究

溃堤洪水在有压雨水管网街区的演进过程十分复杂,城市街区建筑物及雨水管网改变了洪水的演进规律,影响了街区排涝的水力特性。本文基于典型城市街区建立了包括房屋、人行道及雨水管网在内的概化水槽模型,测量了不同溃堤洪水在典型城市街区演进过程中的街区水深、雨水管网流量及压强,探究了不同蓄水高度、前池进口流量对街区水位波动变化及有压雨水管网下泄流量的影响。溃堤洪水在水槽侧壁、房屋的作用下形成了大面积的水跃,并且在房屋建筑物附近出现了薄层状水片,水跃区域伴随着洪水演进过程先是在人行道处发生横向的迁移合并,再是在街区道路的纵向方向上逐渐耗散直至消失,街区水位在100 s后基本稳定,从上游至下游呈“先增大、再减小”的变化趋势。溃堤洪水在街区演进过程中,不同蓄水高度对有压雨水管网的泄流量影响相较于不同前池进口流量更加显著,街区上游雨水口的峰值流量在最大蓄水高度条件约为最大前池进口流量的1.5倍。研究结合街区水位及有压雨水管网压强采用欧拉数对短管淹没出流公式的泄流系数进行了率定,修正后的理论计算值的误差由32%降低至2%,能够较好地反映出街区雨水口的泄流能力。研究成果不仅能为数学模型提供翔实的验证资料,还可为城市洪涝治理提供理论指导。

基于CFD汽车散热器管口位置对性能影响的研究

文章研究对象为汽车散热器。通过CFD仿真分析,得出散热器的进出口管口设置在不同位置时散热器的内部流动阻力和流量分布均匀性的区别。基于CFD研究结果,通过制作不同进出口位置散热器的手工样件在台架进行测试,得到不同管口设置的散热器的实测性能区别。结果表明:当进出口水管位置设置不合理会对散热器水阻带来翻倍的影响。通过CFD研究和样件实测,为指导汽车散热器的进出口水管位置设计提供了优化方向。

自动消毒机消毒与常规消毒对血液透析机进水管的消毒效果对比

目的探讨自动消毒机消毒与常规消毒对血液透析机进水管的消毒效果对比。方法选择2020年10月—2022年3月本院的27件透析机进水软管作为研究对象,采取随机抽样方分成常规组、研究1组和研究2组三组,每组各9件。常规组使用传统的透析机进水软管消毒模式3个月消毒1次;研究1组使用血透机进水管清洗消毒装置消毒1个月1次,研究2组使用血透机进水管清洗消毒装置消毒3个月1次。检测第12个月与消毒前,透析机与进水软管连接处透析用水细菌培养、内毒素及有无生物膜。结果研究1组和常规组透析机进水软管情况指标的比较,差异具有统计学意义(P<0.05);研究1组的包装合格率优于常规组(P<0.05);三组未见损害情况。研究1组的内毒素浓度、菌落计数低于常规组,差异具有统计学意义(P<0.05)研究2组革兰氏阳性杆菌、革兰氏阴性杆菌检出率均低于常规组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论与常规消毒相比,自动消毒机消毒对血液透析机进水管的消毒效果较好,保障血液透析机进水管质量,降低内毒素浓度以及细菌检出率。

飞机方向舵液压载荷机构进油导管裂纹分析

针对飞机方向舵液压载荷机构进油导管裂纹故障,采用宏微观观察、化学成分分析、金相组织检验等方法,结合导管的制备工艺过程,对失效原因进行分析。结果表明:进油导管的裂纹性质为疲劳开裂,开裂原因是导管在冷轧/拔过程中先产生原始裂纹,再经热处理及酸洗后形成无断裂特征区,疲劳从无断裂特征区边缘线性起始。导管内外表面还存在沿晶开裂,为导管在酸洗过程中酸洗过度产生。

短管节流阀的空化流动与噪声的数值模拟分析

目前短管节流阀已替代毛细管在空调中的应用,而国内针对短管节流阀的空化流动和噪声问题的研究较少。主要围绕短管节流阀进行研究,以R134A制冷剂为冷媒,通过对不同流量下空调的制冷过程进行数值分析,得出其空化、噪声、压力场、速度场等的分布。结果表明:在阀门进出口压差不变的情况下,入口流量越大,空化越严重;噪声随流量的增大先增大后减小再增大;最大噪声产生的位置随着流量的增大逐渐向下游移动;剪切力和空泡溃灭都是影响噪声的因素,但相比之下,空泡溃灭才是影响噪声的主导因素。

加力燃油管路进油管接头复位装置

铰接式装配的加力燃油管路试车后进行分解检查,发现供油管接头下沉,偏离设计位置。燃油总管位置偏离,会直接影响加力供油分布。为避免燃油总管偏离设计状态下带应力复装,设计了一种加力燃油管路进油管接头复位装置。对这一装置的结构和工作原理进行了介绍,对关键技术进行了分析。这一装置可以解决燃油总管进油管接头下沉、安装座卡滞造成的燃油总管无法复位故障,能够对进油管接头进行复位,在复位过程中产生足够的拉力,改变试车过程中加力燃油管路应力造成的变形,恢复原始设计位置。施力过程均匀缓慢,可以避免施力不均匀对加力燃油管路造成的破坏。

某柴油机涡前压力传感器导气管结冰研究

本文针对高寒标定试验过程中某柴油机涡前压力传感器导气管结冰问题展开研究,对导致涡前压力传感器导气管结冰的因素进行深入分析研究,采用仿真与试验相结合的分析方法,提出了导气管管路长度优化、导气管管形走向控制及涡前压力传感器布置位置优化等解决措施,通过整车高寒实地验证及环境仓高寒模拟验证了措施的有效性,解决了涡前压力传感器导气管结冰导致的车辆故障,为后续同类产品设计提供指导,具有一定的推广意义。

入水管参数对船载养殖舱流场特性的影响

为研究船载养殖舱入水管参数对舱内流场特性的影响,运用计算流体力学建立了计算模型,对不同入水管数量、入水管距池壁位置、入射角度以及换水流速的养殖舱流场特性进行了研究。对在相同位置和相同角度时布置2根和4根入水管的养殖舱流场进行对比分析的结果显示,双管间隔式结构入水均匀;当入射角度增大到35°、距池壁的距离增大到3400 mm时,舱内低速区占比较小,流场整体平均速度较高,水体质点与舱壁摩擦产生的能量损失逐渐降低,舱内水体混合均匀性改善。换水流速增加,会导致底排流量增加,舱内流场出现漩涡,不利于养殖鱼类。试验结果表明,船载养殖舱入水管采用双管间隔式入水、距池壁3400 mm、入射角度为35°时,舱内水体流动均匀,无中心漩涡出现,适合鱼类生存。试验结果可为鱼类生存提供适宜的环境,并为船载养殖舱的设计提供参考。

高抽巷+Y型通风工作面采空区瓦斯流场数值模拟研究

针对余吾煤业N1100工作面实行“高抽巷+Y型通风”治理瓦斯模式,应用流体力学模拟软件Comsol对不同进风量下以及高抽巷不同位置下Y型通风工作面采空区流场、瓦斯浓度场的分布进行了模拟研究,研究表明当进风量增大至2328 m^(3)/min时,工作面瓦斯浓度已经降低至安全作业浓度以下;模拟显示“高抽巷+Y型通风”联合采空区埋管对瓦斯治理效果较为明显,结合现场实际考察提出高抽巷最佳垂直位置为40~55 m.

浅析加氢装置进料泵管道设计

泵作为常用的流体增压机械设备,在现代石油化工装置中具有极其广泛的应用。在工厂安全生产过程中,加氢进料泵保持连续稳定安全地运行对于维持整个装置的产能具有非常重要的意义。本文就某大型加氢装置中进料泵的管道设计规划,结合国内外相关规范标准,从设备平面布置、进出口管道合理规划和应力计算三方面进行讨论分析,为优化加氢进料泵管道设计提供实例,以达到进一步完善此类管道安全、经济、美观的目的。

对建筑给水系统引入管补水能力的探讨

本文从水力学基本公式出发,结合具体情况对建筑引入管的补水能力进行核算,提出了不同市政供水压力条件下,应复核水箱补水管的补水能力和出口流速,以免影响其他供水点供水。同时对比国外相应技术标准,提出了相应的设计理论依据及建议。

加氢反应器入口管线应力分析及配管优化研究

加氢反应器在有机化学实验以及化工生产之中起到了重要的作用,在实际运行过程中往往需要利用无缝金属管道配合运输氢气,而对其入口处的应力分析以及配管设计是重中之重。首先介绍了应力分析理论依据,利用实际案例进行了入口管线应力研究的解析,并阐述了其改造方案的选比以及优化。

竖向进水管布置对泵站进水流态的影响模拟

基于定常不可压缩强曲率流体的RNG k-ε紊流数值模型,通过建立以水力损失最小和基于质量加权流速均匀度最大为优化目标的评价函数,设定适当的边界条件,利用三维非结构化六面体网格单元进行网格划分,采用有限体积法对控制方程进行离散,应用CFD软件Fluent对泵站进水池和水泵进水管内部流场进行数值模拟计算.为了模拟水泵竖向进水管布置的控制参数对泵站前池和水泵进水管口流态的影响,参照现行的泵站设计规范,分别模拟了管道内径为D的竖向进水管在不同后壁距和不同悬空高度时的进水流态,并绘制了水泵进水管口流速均匀度和水力损失关系曲线.研究表明,对于安装有卧式离心泵的大型提水泵站,合理的进水管后壁距与悬空高度可以保证良好的进水流态,促使水泵进口流速分布均匀,有效地防止前池内的泥沙淤积,并能确保水泵高效稳定运行.根据模拟计算结果,提出了设计时可供参考的进水管后壁距取值范围为(0.4～0.8)D,悬空高度的取值范围为(0.6～0.8)D.

旋风分离器进口涡旋感生速度场的减阻增效作用

旋风分离器进口段管路的结构关系着进口气速的分配,直接影响到下游分离空间三维速度场的形式,合理设计进口管的样式是挖掘分离器分离潜力的可能入手之处。采用实验及数值模拟手段,对环管和直管2种进口管路下轴对称双进口分离器的性能与流场作了对比研究。结果表明,环管进口的分离器分离总效率比两侧进口的平均高1.5个百分点,而压降损失降低25%以上。前者阻力小的原因在于进口环管内气流为局部的涡旋,与分离器内旋涡流动的形式接近,两股气流交汇时碰撞程度轻,附加的额外能耗较小;而总效率提高的原因为,环管进口的分离器切向速度比两侧进口的分离器约高0.15倍进口气速,能增强颗粒受到的离心作用、减小切割粒径,从而提升分离器总效率。根据涡旋理论,局部区域的涡旋会对整个流动空间产生感生的速度场,由于环管进口的分离器进口管内局部涡旋的存在,整个分离空间的切向速度场被增强。这种由涡旋感生速度场提升分离器切向速度的方式,加深了分离器运行过程中压头向速度转换的程度,不会消耗额外的能量。因此,采用旋涡流的进气方式,并合理提高进口涡旋的强度,是分离器分离性能进一步提升的新途径。