壁面约束作用下的空化射流冲蚀模式

空化射流的冲蚀效果与冲蚀模式研究对于提高射流的导向压裂能力至关重要,导流口结构和靶面对出口射流施加壁面约束作用,影响射流的冲蚀效果,但其影响规律及冲蚀模式演变过程尚不清晰。在喷嘴下方增设导流口结构,分析导流口壁面和靶物壁面对射流空化发展过程的影响机制;基于冲蚀试验,获取试样的质量损失及表面冲蚀形貌,分析导流口直径、长度及靶距对射流冲蚀效果的影响规律及其冲蚀模式的演变规律,进而探究不同冲蚀模式下射流对砂岩的冲蚀效果。试验结果表明,增设导流口结构能够极大增强射流的冲蚀效果,与无导流口结构相比,增设导流口结构质量损失增幅达215%;随靶距增大,试样质量损失呈现双冲蚀峰,第2峰值靶距范围内(s/d=8~10)射流冲蚀效果最强;第2峰值靶距后,射流冲蚀效果衰减,减小导流口直径(D_(c)/d=4)或增大导流口长度(L_(c)/d=8),射流冲蚀效果增幅明显,试验条件下质量损失增幅可达10倍;空化射流具有不同的冲蚀模式,随靶距增大,由双环冲蚀模式变为单环冲蚀模式,且单环冲蚀模式下试样冲蚀形貌受导流口结构影响较大。开展砂岩冲蚀试验,第1峰值靶距下,冲蚀坑呈倒漏斗型,底部表面均匀;第2峰值靶距下,冲蚀坑深度及体积大幅提高,底部有明显突起。研究成果揭示了导流口结构和靶距形成的壁面约束作用对射流冲蚀效果及冲蚀模式的影响规律,为提高水射流射孔导向压裂效果提供了技术支撑。

排放口结构对水下航行器热射流红外特征的影响

水下航行器动力系统循环冷却水经由排放口排出,与环境水体掺混换热形成热射流。热射流在环境水体中扩散、浮升并在水体表面形成红外特征。为探究排放口结构对水下航行器热射流红外特征的影响,文中采用仿真分析结合实验验证的方法进行研究。依托CFD计算软件平台建立水下航行器运动模型,设计不同半径比椭圆形排放口结构并对比热射流红外特征差异。通过缩比水池实验验证椭圆形排放口半径比对热射流红外特征的影响,同时验证仿真计算方法及设计参数的有效性。在椭圆形排放口的基础上,进一步设计排放口数量及分布位置,抑制热射流红外特征,提升水下航行器热隐身性能。根据仿真计算及实验结果可知,在排放流量相同的条件下,半径比越小的椭圆形排放口热射流掺混换热效果越好,红外特征越不明显。同时,增加排放口数量以及排放口分布位置采用两翼排列方式可以进一步加强热射流温度衰减,降低水面最高峰值温度。

遮流罩排放口对水下航行器热射流温度场影响的数值仿真

海洋环境水下航行器热射流排放口的结构形状直接影响排出热射流尾迹的温度衰减特性,优化排放口结构对于提升水下航行器的热隐身性能具有积极意义。建立水下航行器遮流罩排放口的物理和数学模型,采用有限体积法,对水下航行器热射流排放过程的进行仿真模拟,对比分析圆形排放口、椭圆形排放口以及遮流罩作用下的圆形排放口、椭圆形排放口的水下航行器排出热射流尾迹的温度分布及衰减情况。模拟结果表明,椭圆形排放口更有利于排出热射流尾迹的温度衰减,有遮流罩作用下,排出热射流尾迹温度扩散更快。

椭圆形排放口水下航行器热射流特征仿真对比

为研究排放口结构对水下航行器热射流的影响,以椭圆形排放口结构为重点,建立不同半径比的椭圆形排放口仿真模型,采用计算流体动力学方法对不同半径比椭圆形排放口水下航行器的热射流特征进行研究。计算结果表明:当椭圆形排放口的半径比发生变化时,其热射流温度衰减特征和水面红外特征变化明显,其中结构2椭圆形排放口的热射流浮升高度和水面最高峰值温度的下降幅度最大,水面纵向扩散最大距离抑制效果明显。

阀芯旋转式高速开关阀稳态液动力矩研究

为突破高速开关阀阀芯行程对开关频率的限制,提出一种阀芯旋转式高速开关阀。采用理论计算与CFD仿真相结合的方法,研究不同阀芯旋转角度下阀芯结构参数变化对阀口过流面积、流量系数、射流角及液动力矩的影响,得到了液动力矩的变化规律。研究结果表明:液动力矩与阀口压差及流量的二次方成正比;压差一定时,液动力矩与阀口过流面积及射流角余弦值成正比,随着阀芯旋转角度增大,液动力矩先增大后减小;流量一定时,液动力矩与阀口过流面积成反比,随着阀芯旋转角度增大,液动力矩逐步减小为零。通过调整阀芯沟槽高度来改变射流角,达到补偿液动力矩的目的。

CPLD技术在喷气织机控制系统中的应用

为完成对喷气织机控制系统中电磁阀、电机、刹车等设备的控制,本文在微处理器STM32F302数据/地址总线的基础上,研究并设计了基于CPLD的输出口线扩展系统;重点介绍了扩展系统中单片机、CPLD、控制设备之间的硬件连接方式,以及CPLD和单片机的软件设计方法。实验结果表明,该控制系统响应速度快,运行稳定可靠,符合喷气织机系统的控制要求。

矩形泄漏孔水平喷射火热辐射研究

为研究矩形泄漏孔水平喷射火的热辐射分布,首先采用火灾动态模拟软件(FDS)模拟具有相同面积的正方形和长方形泄漏孔下13种不同泄漏速度的喷射火,监测喷射火的热辐射数据和伤害半径;然后运用Thornton模型计算热辐射值和伤害半径,添加矩形泄漏孔长宽比因子至模型中,根据模拟结果修正Thornton模型。研究得出:热辐射的Thornton模型预测值和模拟值变化趋势一致,但Thornton模型预测值更大;修正后的Thornton模型可用于预测矩形泄漏孔喷射火孔口近区域的热辐射值;伤害半径与泄漏速度成指数关系,伤害半径的Thornton模型预测结果和模拟结果吻合得较好。

高压喷射注浆法在板桩码头防渗中的应用

介绍了高压喷射注浆桩技术在某板桩码头防渗处理中的应用。该技术在板桩码头防渗的首次使用,取得了较好的技术效果,可为类似工程提供参考。

喷口射流对环境泥沙的冲淤规律

我国的排海工程扩散器多设置在多泥沙的河口、海湾等浅水水域中，为了使排放污水能够得到更大程度的稀释和扩散，应尽量降低上升管高度，以充分利用宝贵的水域空间．但上升管高度的降低增加了泥沙淤埋扩散器的可能性．结合上海污水治理二期工程白龙港排放口工程的研究，利用模型相似及泥沙运动理论，对泥沙淤埋和浑水环境两种情况进行了喷口射流对环境泥沙的冲淤规律试验，分析了扩散器各可行性方案在上升管高度尽可能降低后的冲淤能力，为工程设计提供参考．

动水环境单喷口浮射流稀释扩散效果数学模型研究

本文结合上海市污水治理二期工程稀释扩散规律物理模型试验 ,通过建立并求解积分控制方程的方法 ,对动水环境下单喷口浮射流的近区稀释扩散特性进行了研究 ,拟合出长江口白龙港水域的掺混系数、绕流阻力系数以及施密特数 ,并建立了计算污水单喷口出流近区稀释扩散特性的数学模型 。

同向流动环境多圆孔热废水排放近区稀释扩散特性数值模拟

各种热电、核电厂排出的热污（废）水在直接进入环境流体之前，以多孔口浮射流的形式释放污水，并确保污水在排污口快速混合非常重要。精确地了解和预测多孔浮射流的特性与混合状况有很重要的意义。针对同向流动环境中多圆形孔口热水排放的情况，采用雷诺应力模型进行数值模拟，得到了不同流速比和不同射流温度下的流场和温度场、浮射流的轨迹线、轴线上温度和速度的衰减规律，并且分析了不同相对孔间距、流速比和射流温度对流场中流速和温度的影响。

扩张式随钻扩孔器扩孔机构流场分析与优化

随钻扩孔是大洋钻探跟管钻进工艺的关键技术环节,扩张式随钻扩孔器通过压差控制刀翼的张开和闭拢,扩孔率大,可有效实现套管跟管钻进。设计了悬臂式扩孔器,采用偏置式喷射孔布置对刀翼进行冲刷,运用计算流体力学理论,采用标准k-ε湍流模型,对喷射孔在不同角度和直径下的流场进行模拟分析。模拟结果表明:作用于扩孔刀翼切削齿的流体速度和动压力受喷射孔角度、直径和环空钻井液综合影响;随着喷射孔角度α从40°递增至90°,作用于切削齿的流体速度呈类余弦曲线变化;随着喷射孔直径d从4 mm增大到10 mm,作用于切削齿的流体速度和动压力呈抛物线型变化;综合考虑冲刷效果、加工性能和喷射流体与环空钻井液的相互作用,优选α=70°、d=8 mm。陆地试验和浅海试验证明,扩张式随钻扩孔器结构功能可行,扩孔尺寸满足套管正常跟管钻进需求,优选的喷射孔角度和直径可对刀翼形成良好冲刷,有效防止泥包产生。研究成果可为大洋钻探不同规格的随钻扩孔器设计提供参考依据。

射流管伺服阀接收口形状对阀特性的影响

射流管伺服阀的接收口形状对阀的动态特性和静态特性有着直接的影响。在喷嘴形状为矩形的情况下,通过对以圆形、矩形、三角形为接收口的射流管伺服阀前置放大器进行流场数值仿真和动态特性的仿真,获得了不同形状接收口的射流管伺服阀的压力特性、流量特性和响应频宽。通过比较,发现矩形接收口的射流管伺服阀具有较高的恢复压力和较大的压力增益,当射流管喷嘴位移较小时,矩形接收口的射流管伺服阀具有线性度较好的压力特性和流量特性,频宽响应较大。

高压旋喷桩在施桥下游远调码头地基加固中的应用

以江苏省某码头为例,阐述了高压旋喷桩的特点、加固机理和在地基加固中的应用。详细介绍了高压旋喷桩的施工工艺与步骤,介绍了质量控制及高压旋喷桩的检测方法。同时提出了高压旋喷桩施工过程中应注意的问题。

新型挡潮闸下港道清淤船的复合功能研究

针对江苏沿海挡潮闸下港道维护中需要清除上层浮淤、中层软淤、下层板淤及浅滩边坡的实际,提出了新型清淤船实现斗轮挖泥、水炮切割、射流拖淤三大功能复合的需求与途径。从优化其结构、方便操作、降低能耗和减少运行成本等目的出发,阐述了多种功能集成方法和确定了性能指标技术参数。为检验其挖、冲、拖装置复合操作应用的清淤效果,通过现场测试数据进行的计算和分析证明了这种新型清淤船是沿海挡潮闸下港道有效维护的理想机械。

西霞口龙眼港-4.5m码头加固扩建施工新方法

以山东西霞口集团龙眼港—4.5m码头的改扩建工程为例,阐述了采用三管法旋喷桩托底置换、加劲旋喷桩配合锚拉支护方法在码头改造施工中的可行性及其施工工艺和施工方法,为同类工程施工积累了经验。

水泥粉喷桩在徐州港务集团万寨港港区扩建工程2000t级煤码头软土地基加固中的应用

水泥粉体喷射搅拌桩能使软土硬结成具有一定强度的优质地基。介绍了水泥粉喷桩在万寨港港区扩建工程中的应用。施工方案的确定后,从钻机就位控制、粉体计量控制等5个方面介绍了施工质量控制的做法。水泥粉喷桩在万寨港港区扩建工程中的应用获得成功,具有诸多优点。

水口出口形状对高拉速板坯连铸结晶器内流场特征的影响

采用1∶1的水力学模型研究了浸入式水口出口形状(椭圆形、矩形、方形)对结晶器自由液面特征、流股特征与流场的影响。在通钢量为3.20和4.48t/min时,结晶器液面波动与表面流速都遵循椭圆形水口<矩形水口<方形水口的变化规律。椭圆形水口的流股为"旋转流股",流股扩展角和倾角最大,流股分散,且在出口处流速分布均匀;方形与矩形水口流股为"平滑流股",方形水口流股的扩展角和倾角最小,流股集中在出口偏下半部分处;矩形水口流股扩展角、倾角、流股分散与均匀程度居中。综合考虑:在高拉速条件下(通钢量为4.48t/min),椭圆形水口条件下结晶器液面的平均波高为5.5mm,表面流速为0.32m/s,仍然有提高拉速的空间,且流股速度在出口处分布均匀,所以较优的水口出口形状为椭圆形。

同流环境多圆孔热废水排放数值模拟

各种热电、核电厂排出的热污(废)水在直接进入环境流体之前,以多孔口浮射流的形式释放污水并确保污水在排污口快速混合非常重要。精确的了解和预测多孔浮射流的特性与混合状况有很重要的意义。针对同向流动环境中多圆形孔口热水排放的情况,采用雷诺应力模型进行数值模拟,得到了不同流速比和不同射流温度下的流场和温度场、浮射流的轨迹线、轴线上温度和速度的衰减规律,并且分析了不同孔间距、流速比和射流温度对流场中流速和温度的影响。

楔形凹腔内带前伸槽冲击板射流冲击换热

针对楔形凹腔内带前伸槽冲击板结构开展了传热特性的试验研究,分析了冲击板前伸槽伸出长度比(5~11)、前伸槽宽度比(2.5~8)和射流雷诺数(7 900~31 700)等参数对凹腔表面温度、展向平均努塞尔数和面积平均努塞尔数以及射流压力损失的影响.研究结果表明:相对于基准冲击板,带前伸槽的冲击板能够使得凹腔的射流冲击对流换热较基准冲击板有较大幅度的改善,但引起较大的射流压力损失;前伸槽伸出长度的增大使得凹腔表面射流冲击对流换热有较显著的增强,对射流压力损失的影响很小;增大冲击板前伸槽宽度可以使得凹腔表面对流换热得到一定程度的强化,但也会造成压力损失的增大.