非满管流对渠管结合输水系统水力特性的影响

【目的】了解非满管状态下的渠管结合输水系统水力特性。【方法】采用物理模型试验与理论分析相结合的方法,对不同充满度下主渠流速分布与水面线变化、管道流速、分流比的变化规律进行了研究。【结果】不同充满度下主渠各断面紊动强度沿程均呈先升高后降低的变化趋势,在距管道入口纵向2倍、横向1.5倍管径的主渠区域内流速变化较为剧烈;在有管道存在的主渠壁面附近水面线变化剧烈,沿程呈先降低后增大再降低的变化趋势。通过量纲分析得到非满管流速表达式,采用线性回归分析法拟合得到非满管流速系数计算式,计算值与实测值之间的相对误差不超过8.81%。当主渠流量不变时,非满管流速系数随主渠傅汝德数的增大而增大,随水深比、充满度的增大而减小,分流比随充满度的增大而增大;当充满度不变时,随着主渠流量的增大,非满管流速系数增大,分流比减小。【结论】非满管流对主渠的影响范围有限,在安装闸阀以及量水设备时要尽量避开相关影响区域,采用本研究推导的流速系数公式只需获得主渠的傅汝德数与水深值,即能快速计算非满管流速值,在来水流不变的情况下可通过增大主渠水深来获得较大的管道流量。

空调水管等径分流三通阻力系数随管径、流速的变化规律

采用数值模拟方法,得到不同流速下DN80空调水管等径分流三通的局部阻力系数,并通过全尺寸实验验证了模拟结果的准确性。模拟了不同管径管道中等径分流三通在不同流速下直流方向和旁通方向的局部阻力系数,以及DN100管道中不同流量比情况下直流方向和旁通方向的局部阻力系数。结果表明:随着流速的增大,2个方向的局部阻力系数均呈增大趋势;随着流量比的增大,2个方向局部阻力系数均呈现先减小后增大的趋势。

水润滑单螺杆空气压缩机性能影响因素的试验研究

为了深入研究水润滑单螺杆空气压缩机性能的影响因素,设计制造了一台水润滑单螺杆空气压缩机,并搭建了测试试验台,通过试验研究了不同转速、排气压力和喷水流量对水润滑单螺杆压缩机性能的影响.结果表明,增加转速可以减小泄漏量,提高压缩机的性能.其余工况不变,只增大喷水流量时,可以提高压缩机的水气比,增强水气之间的换热和压缩机的密封效果,进而提高水润滑单螺杆空气压缩机的各项性能.如转速为3000 r/min、排气压力为0.50 MPa时,喷水流量由50 L/min提高至80 L/min,压缩机的容积效率提高5.15%,绝热效率提高2%,比功率降低0.26 kW/(m3·min^(-1)).由于水的黏度远小于润滑油,因此为了保证压缩机的性能,水气比要高于同工况下的油气比.在额定转速3000 r/min下,排气压力为0.50~0.65 MPa时,建议的水气比范围为2.94%~3.48%.

排风流与喷淋液滴的流动及传热特性研究

为研究矿井排风与喷淋液滴的对流传热过程,构建了喷淋扩散塔模型,通过CFD对喷淋液滴流动及传热过程进行仿真。首先,分析了扩散塔中连续相、离散相速度场;随后,以单液滴运移过程为基础,结合理论公式,得到了液滴所受单位质量曳力、Nu模拟值及理论值;最后,针对液滴群传热过程,分析了液滴运移轨迹、温度变化规律及传热热流量。结果表明:排风在出口内轮廓线边角处达到最大速度时,风吹损失的液滴从出口内轮廓线边角处逃逸;上喷液滴的Nu模拟值及理论值变化规律相似,两者相互验证,表现为在上升阶段随高度增加而减小,下降阶段出现振荡趋势;当液滴粒径小于0.8 mm时,传热主要受粒径影响,当液滴粒径超过0.8 mm时,传热受粒径和喷淋速度两者共同影响;考虑风吹水损率、捕集液滴温度标准偏差及传热热流量,液气速度比0.5,液滴粒径1.2 mm,热回收效果最好。

调亏灌溉下滴灌玉米根冠生长与水分动态响应特征

以玉米为试验材料,在自动感应式遮雨棚下,采用测坑微区试验方法,研究黑龙江西部滴灌条件下调亏灌溉对作物根冠生长、干物质分配特征、根冠比、耗水特征及植株伤流量的影响。以土壤相对含水率(占田间持水率的百分数)为控制上下限,设置5个水分调亏处理,分别为苗期轻度(60%~70%FC)处理,苗期中度(50%~60%FC)处理,拔节期轻度(60%~70%FC)处理,拔节期中度(50%~60%FC)处理,苗期中度、拔节期轻度处理,另设全生育期保持适宜土壤水分(70%~80%FC)作为对照。试验结果表明,调亏灌溉不改变玉米根部和冠部生长的原有总趋势,也不改变冠部各器官生长的基本趋势,但是显著地增大了作物根冠比(R/S),复水后根、冠补偿生长效应明显,促进光合同化产物向生殖器官的运转与分配,增大了生育后期干物质向果穗的分配率。苗期中度处理和拔节期轻度处理的玉米,在调亏期间使根系维持较高的根质量,水分胁迫复水后根系活力明显提高,其伤流量表现出超补偿效应,在灌浆期仍保持较高的伤流量并且在生育后期仍保持有较高的根冠比(R/S),是协调玉米根冠生长关系的适宜水分调亏处理。

多功能空调热水器最佳制冷剂充注量的实验与分析

本文提出了一种新型双节流储液器,该装置可以自动调节系统的制冷剂循环量,使得多功能空调热水器能够在多种模式下稳定运行。依据于COP最大的原则,通过实验确定了多功能空调热水器在夏天单独制冷和制冷兼制热水两种模式下制冷剂的最佳充注量,实验结果表明本装置在室外环境温度为32±1℃时,夏季单独制冷、制冷兼制热水两种模式下的最佳充注量分别为6.5 kg、7.5 kg,相应的最大COP分别为3.80、5.88。当制冷剂充注量发生变化时,通过调节系统的节流阀,能够使系统的COP接近于制冷剂最佳充注量所能达到的效果。另外,考察了最佳充注量下节流阀开度对COP、过冷度及过热度的影响,当制冷剂充注量相同,制冷兼制热水模式的COP和制冷量与单独制冷模式的相比,前者更大些。实验结果显示了双节流储液器对制冷剂循环量具有调节作用,达到了节能的效果。

丁坝回流长度

丁坝下游水流断面突然放大,水流分离,形成狭长的回流区,根据水流分离区局部水头损失的包达(Borda)公式,并仿沿程水头损失的达西(Darcy)公式,可获得非淹没丁坝回流长度的计算公式,用矩形水槽和抛物线形河底的水槽试验资料检验。

跌坎消力池水力特性试验研究

为研究跌坎消力池水力特性,基于某工程1∶50水力学模型试验,对跌坎与非跌坎消力池临底流速、时均压强、脉动压强与空间积分尺度进行了对比分析。结果表明,在试验范围内,跌坎消力池底板最大临底流速降低了38.5%;最大时均压强降低了30%;最大脉动压强均方根降低了50%;最小空间积分尺度增大了75%。随着入池水流流量的增大,上述水力学指标变化的幅度呈增大的趋势。从底板安全的角度,跌坎消力池比非跌坎消力池显现出了更为优良的特性。

高速给水曝气生物滤池应用于大型自来水厂的预处理

为克服氨氮和有机物对饮用水源的微污染,广州市某水厂首次采用了高速给水曝气生物滤池(HUBAF)生物预处理新工艺,处理规模为73.5万m3/d.工程投产稳定运行后,初期3个月原水氨氮和CODMn分别为0.44～2.22 mg/L和1.84～6.06 mg/L,预处理出水分别小于0.5mg/L和2.0mg/L;原水的铁和锰最高达1.16mg/L和0.22mg/L,出厂水最高达0.05mg/L和0.03mg/L.HUBAF采用大颗粒轻质陶粒并结合流化床技术,对浑浊度的去除平均仅为2.5NTU,生物滤池过滤水头损失稳定在1.0 m以下.其冲洗方式为气水联合上、下冲洗,冲洗前后各滤池的过滤水头损失差不超过0.1m,为共用1套集中鼓风曝气系统创造了条件.与弹性填料接触氧化池和悬浮球流化池等已投入应用的生物预处理技术相比,HUBAF抗冲击负荷能力强,氨氮硝化率高,除铁除锰能力强.HUBAF-常规工艺生物强化集成技术对有机物的去除率与"臭氧-生物活性炭"给水深度净水工艺处于同一水平.

微压超薄多孔软管滴孔平均流量及偏差率研究

在室内试验的基础上,应用水力学理论分析微压超薄多孔软管滴孔平均流量的变化规律,提出了滴孔平均流量的计算方法.试验结果表明:微压超薄多孔软管灌溉技术在一定坡度范围内较为适用,否则滴孔流量偏差率较大;在相同条件下,软管单孔平均流量随压力水头和坡度的增加而增大,随铺设长度的增加而减少;在同一坡度和压力水头下,滴孔的流量偏差率随铺设长度的增加而增大;在同一坡度和不同水头条件下,滴孔流量偏差率随着软管自压水头的增大有减小的趋势.

基于数据拟合的螺杆热泵机组变工况模型

建立了反映额定工况下机组COP随负荷率变化的基础性能系数函数。考虑冷凝器进水温度及水量、蒸发器出水温度及水量的变化对机组COP的影响,拟合得到蒸发器、冷凝器的水温和水量修正系数的多项式函数,对基础性能系数进行了修正,建立了机组在变工况时的能效模型。经验证可知,该模型具有较高的精确度,制冷和制热工况下的误差分别为-7.66%～5.41%和-5.71%～13.82%。

流动水域浮体结构倾覆力矩影响因素分析

运用CFD数值仿真模拟方法,采用合适的网格尺度研究不同长高比、距底高度以及上下游水位差下的浮体结构在流动水域中所受到的倾覆力矩及其变化规律。结果表明:随着浮体结构距底高度的增大,其倾覆力矩总体上呈现先增大、后减小的趋势;随着长高比或上下游水位差的增大,浮体结构的倾覆力矩总体上呈现增大的趋势。

高气液比气井临界携液气流量计算新模型

基于气井井筒积液对气藏开发的危害性,在现有携液模型的基础上,利用受力平衡理论和能量守恒原理,建立了气井临界携液气流量计算新模型;通过引入新模型系数,对液滴大小及液滴变形特征进行了综合表征。模型计算结果表明,新模型系数随压力增大而增大,有效地弥补了现有携液模型存在的不足。现有携液模型及新模型的适应性分析结果表明,新模型在高、低压气井中均具有良好的适用性。现场应用新模型有效预测了大牛地气田气井的积液状态,为产水气藏的有效开发提供了有力的技术支持。

气力提升泵性能影响因子的初步试验

气力提升泵的水输送量反映了提升管进口的流速情况,而进口流速是衡量吸鱼效果的重要因素。以水槽试验的方法研究了不同因子对水输送性能的影响,共测试了使用6种平板孔喷嘴、2种环状孔喷嘴、5种潜水比3、种喷嘴水下潜没深度和3种管径的水输送量数据,并进行了活鱼抽吸试验。分析结果表明,D2和D3平板孔喷嘴由于合理的孔分散程度而相对提高了水输送量,但与其它喷嘴差异不显著。具备理想的气泡尺寸和分散程度的D6环状孔喷嘴获得了最佳的水输送性能。增加潜水比和喷嘴水下潜没深度或减小提升管管径对水输送性能的提高有决定性影响。当集鱼装置始终维持高鱼水比例时,气力提升泵具有较好的活鱼抽吸能力。

空调水系统阻力计算及水泵选型若干问题

指出目前一些设计人员在设计空调水系统时,仅根据经验值估算管道内径、计算管路阻力和选配系统循环水泵的流量和扬程。建议应认真进行水力计算,合理选择水泵扬程和流量。

页岩气井返排早期气水两相流数学模型研究

目前存在的早期单相流返排的数学模型适用于致密油气储层,不适用于页岩气储层,这是因为页岩气井早期返排阶段不存在单相流,而是气水两相流。利用北美某页岩气储层压裂水平井的返排数据分别绘制气水产量随时间的变化曲线和气水比随累积产气量的变化曲线,气水产量曲线在早期返排阶段气水同产,表明裂缝中存在自由气的消耗;而气水比曲线根据斜率的正负将返排分为两个阶段,并针对曲线的"V型"进行原因分析。针对气体早期返排阶段,建立裂缝系统物理模型,运用物质平衡方程和扩散方程,推导得到页岩气井早期两相流返排数学模型,数学方程表明:等效压力与拟时间呈线性关系。应用现场实例对数学模型进行分析,结果表明,该模型能够较好地拟合现场数据,拟合得到的直线斜率可用于估算原始裂缝体积,截距可以给出裂缝半长和裂缝渗透率之间的关系。本文创新性地对返排数据进行调研分析,在此基础上得出适用于现场估算裂缝参数的返排数学方程,从而为认识裂缝特征提供了新的方法。

国华宁海电厂6号1000MW机组RB试验分析

对国华宁海电厂6号1 000MW机组大修后辅机故障快速减负荷(RB)试验过程中的过热蒸汽温度、汽水分离器出口蒸汽温度、炉膛压力、磨煤机入口一次风量等控制进行了优化,优化后的控制策略更加完善。同时,试验表明该机组RB控制品质仍有提高的空间,特别是主蒸汽温度的控制品质还可继续提高。

柱形旋流器油水分离效果研究

建立了一套柱形旋流器油水分离实验流程。通过改变油水两相泵入速度、溢流口流量等操作参数,得到了入口流速、分水率对分离效果的影响趋势,并比较了二级柱形旋流器并联和串联两种连接方式的分离效果。结果表明,一定结构的柱形旋流器存在最优的入口流速和分水率;在2.8 m/s的入口流速下,二级柱形旋流器并联油水分离效果最好。

大型舰船环状冷媒水系统运行模拟分析与试验

搭建了某舰船环状冷媒水系统的模拟仿真平台与试验平台,对该系统不同负荷需求下的运行模式进行模拟分析与试验研究,分析了舰船冷媒水系统在不同运行模式下用户的流量分配特性。结果表明,对于舰船夏季夜间与过渡季运行工况,系统双泵、三泵分别向全船所有用户供水时,用户流量分别约为设计流量的50%与70%,区间流量不平衡率小于15%,满足舰船用户不同负荷(50%或70%左右)下的流量需求;对于舰船冬季运行工况,系统单泵、双泵供全船全年支路冬季运行时,用户流量约为设计流量的70%与95%,其区间不平衡率均小于15%,满足舰船冬季满负荷(100%)部分负荷(70%)条件下用户的水量需求。通过模拟与试验结果对比,进一步分析实际舰船环状冷媒水系统的水力平衡特性。

水冷壁流量偏差及其超温爆管

简要分析了锅炉水冷壁固有流量偏差及其超温爆管的条件。固有流量偏差不足以引起管壁纯超温,但当水侧有堵塞等导致含汽率增加时,则可引发传热恶化及管壁超温。因此,提高水冷壁的循环倍率,在锅炉制造或检修中,彻底消除水侧堵塞等对预防水冷壁纯超温爆管非常有利。