定常振荡流施肥模式对灌溉管道混合均匀性的影响

【目的】探究柱塞泵提供的定常振荡注肥模式对灌溉管网首部主干管道水肥混合均匀性的影响,寻求不同运行工况下分干管安全布设距离。【方法】采用室内试验与数值仿真相结合的方法,分析相同工况下管道内肥液质量分数,利用数值仿真方法探究温度、管径、主管流量以及注肥比对水肥混合均匀性影响。【结果】室内试验与数值仿真所得出的水肥混合均匀性规律吻合,随着混合距离的增加混合均匀性逐渐增大。其他工况相同时,当主管管径从63mm增大到110mm,有效混合距离平均增加了0.769m;温度从10℃增加到30℃时,主管流量为6、8 m^(3)/h处理的有效混合距离平均下降了0.499 m和1.681 mm;主管流量从6 m^(3)/h增加到8 m^(3)/h时,63、90、110 mm管径处理的有效混合距离平均增加了1.598、1.064、1.132 m;注肥比从2%增加到4%时,63、90、110 mm管径处理的有效混合距离平均减少了0.534、0.824、0.826m。【结论】水肥混合均匀所需的有效混合距离随管径与主管流量的增加而增加,随温度与注肥比的增加而减少;采用63、90、110mm的灌溉主管,分干管的开口位置应距注肥口5~5.5 m处。

定常及振荡流下带网半浸没浮筒载荷特性研究

与网衣混合黏连的半浸没浮筒是重力式养殖网箱常见的结构形式,其水动力载荷计算的准确性直接决定了服役网箱的结构安全.为了有效地获取作用于带网衣半浸没浮筒的水动力载荷,并揭示网衣对浮筒水动力载荷的影响,文章开展了带网衣半浸没浮筒模型和无网衣半浸没浮筒模型在定常流与振荡流下的水动力载荷实验,获取了不同定常流速及不同振荡流场工况下的水动力载荷,并利用最小二乘法识别不同流场下的水动力系数.实验结果显示,网衣结构的存在会极大地放大半浸没浮筒的水动力载荷及载荷系数,网衣对半浸没浮筒水动力载荷的影响不可忽略.进一步地,本文探究了Re数、Fr数、KC数以及Stokes数等相关参数对带网半浸没浮筒水动力载荷系数影响.综合发现,浮筒水动力载荷系数与Fr数表现出一定的相关关系,尤其是附加质量系数对Fr数显示出强依赖性;另外,网衣对水动力载荷和系数的放大程度同样与Fr数相关.本工作表明以往采用纯浮筒载荷系数进行带网半浸没浮筒载荷计算,将对网箱设计安全造成极大的风险,实际工程中应考虑网衣对半浸没浮筒的影响.

一神非定常振荡流的稳定性分析

本文分析了一种非定常振荡的不稳定性问题．其特点是．应用偏微分方程特征理论以及Ｏ－Ｓ方程特征值的展开，求解扰动波的相函数而不是预先给定扰动波的波动形式．本文研究平面Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流与其垂向振荡流的组合流动系统．对于连续振荡源导致的波包演化，该系统存在不稳定性．

采用不等径结构自激振荡流热管实现强化传热

针对不等径结构回路型自激振荡流热管,利用电加热板作为热源,通过改变加热板的输入功率以及加热板的位置,对其壁温和热传输特性进行了实验研究,并与等径结构回路型自激振荡流热管在相同的工质及充液率,相同的热管长度及倾角,以及相同的电加热热板位置等条件下的传热特性进行了对比分析.结果表明:不等径结构自激振荡流热管在中、低负荷情况下,可以起到明显的强化传热作用;而当不等径位置在热管的最下面、热源位置在变径区域的下部时强化传热效果最佳.

振荡流热管自激强化传热的可行性分析

围绕自激振荡流热管的工作特性,联系目前国内外纳米流体及非均匀截面结构在强化传热研究方面的最新进展,分析了在自激振荡流热管内的复杂相变换热条件下,通过采用纳米流体工质与非均匀管截面以实现振荡流热管自激强化传热的可行性,并提出了纳米流体的浓度、相容性、充液率以及管截面结构等需要解决的关键性技术问题。为下一步有针对性的强化传热实验研究和新型自激振荡流热管换热器的设计与开发提供了必要的理论依据。

自激振荡流热管非均匀截面强化传热实验研究

本文对自激振荡流热管的传热特性及强化传热手段进行了分析,并利用高热流连续激光作为加热手段,通过改变激光器的输出功率,对等截面和非均匀截面自激振荡流热管的传热特性进行了对比实验研究。实验结果表明,非均匀截面自激振荡流热管在满足一定的前提条件下,可以明显地起到强化传热的作用。

自激振荡流热管脉冲加热强化传热实验研究

自激振荡流热管也称为脉动热管,是一种新型高效的传热元件。本文提出了采用脉冲加热代替常规连续热源加热强化自激振荡流热管传热的方法,并对其进行了实验研究。实验结果显示,脉冲加热时热管冷、热端壁面温度的振荡频率明显大于连续加热热管的壁面温度振荡频率。在相同的加热功率下,当脉冲宽度在200-1000 ms时,脉冲加热热管的传输热流量与当量导热系数均大于连续加热热管的传输功率和当量导热系数．这表明脉冲加热强化自激振荡流热管传热的方法是可行的．

自激振荡流热管内Cu-水纳米流体的传热特性

对工质为Cu-水纳米流体的自激振荡流热管在不同激光加热功率下的热传输特性进行了实验研究,并对工质为蒸馏水的自激振荡流热管的传热性能进行了比较。通过对不同的充液率、Cu纳米颗粒份额的Cu-水纳米流体自激振荡流热管实验结果分析发现:自激振荡流热管内Cu-水纳米流体的热传输具有一定的特殊性,在一定条件下纳米流体可以起到强化传热的作用,但决定纳米流体自激振荡流热管热传输性能的参数应是充液率。

振荡流底层拟序结构及其与泥沙相互作用研究

湍流拟序结构与泥沙及床面相互作用的机理,是目前国内外泥沙学术界研究的热点领域。本文针对单向流和振荡流底边界层的湍流拟序结构与泥沙相互作用研究状况进行了综述,重点论述了振荡流底边界层湍流研究的概况与今后需要开展的重点研究内容。

脉冲加热对振荡流热管传热性能的影响

本文采用脉冲热源替代常规连续热源,通过实验观察加热功率、脉冲宽度及脉冲间隔对振荡流热管传热性能的影响,并对热管壁面温度信号进行了分析。实验结果表明,在绝大多数情况下,脉冲加热振荡流热管的传输热流量均大于连续加热时。振荡流热管的传热性能受脉冲宽度与脉冲间隔的影响,脉冲加热振荡流热管运行存在一最佳的脉冲加热参数。

非均匀截面自激振荡流热管内热传输特性实验研究

针对两种不同截面结构的回路型自激振荡流热管,其中,一种内径为3 mm的均匀截面;另一种是在此均匀截面的基础上,将其加热段和绝热段断面加工成垂直交错布置的椭圆形非均匀截面。运用实验研究的方法,在热管壁面不同部位分别布置了温度测点,在不同功率的激光加热条件下,通过对热管壁温监测数据的采集和分析,研究了这种非均匀截面回路型自激振荡流热管内部的热传输性能,并与均匀截面自激振荡流热管进行了对比分析。结果表明:非均匀截面自激振荡流热管内的脉动机制以及热传输特性与均匀截面有很大不同,在中、高负荷条件下,非均匀截面结构热管可以明显起到强化传热效果,与均匀截面结构热管相比,热传输功率提高了13.6%。

挡板偏心度对振荡流反应器三维流场对称性影响的研究

借助商业计算流体力学软件CFX,运用有限容积法离散振荡流反应器(OFR)的单个腔室,对具有理想对称几何边界和轻微挡板偏心度的OFR在系列振荡雷诺数(Reo)下的三维流场进行了仿真模拟,并将其可视化计算流场与实验流场进行比较,研究了OFR几何边界上的非对称因素对其内三维流场流型的影响。模拟结果表明在有效消除计算随机误差以及误差积累的情况下,几何边界理想对称OFR内的三维层流流场呈现出良好的中心对称性和周向均匀性,而湍流流场中心对称的同时呈现出周向非均匀结构——在圆周上生成8个中心对称排列的横向漩涡,其形态与Couette流中的泰勒涡类似。另外,挡板偏心度对OFR内的振荡流场的对称性有重要影响:在较大的Reo下,其三维流场生成非对称性显著的大尺度漩涡对;并且随Reo的增大,流场的非对称程度加大而增加。

微流控振荡流反转录聚合酶链式反应快速检测烟草花叶病毒

建立了一种基于毛细管的振荡流反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)的微流控装置检测烟草花叶病毒(TMV)的新方法。根据TMV移动蛋白基因设计一对PCR引物,对粗提纯TMV颗粒直接进行RT-PCR。用0.025%小牛血清蛋白(BSA)对反应毛细管内壁进行静力学和动力学钝化,提高了PCR效率。在此微流控装置上进行RT-PCR,流速为70μL/min时,检出限为0.01μg cDNA;可以在17min内成功扩增出179bp的目的DNA片段。

管式振荡流反应器的流动模式研究 (II)高振荡强度下的流动模型和模拟

根据高振荡强度下的粒子成像流场可视化实验结果,在分析振荡流场中漩涡结构特征的基础上,提出用带有二次流区的全混腔室和室间返混的多釜串联模型来表征高振荡强度下的管式振荡流反应器流动特性。根据停留时间分布实验结果,运用小生境遗传算法优化求解模型参数与振荡参数之间的定量关系。模拟计算表明,优化后的模型给出的停留时间分布曲线与实验结果吻合良好。

振荡流底部边界层运动的数值研究

将大涡模拟法简化为二维形式 ,利用 SGS格子涡模型封闭二维 Navier- Storkes方程水流运动方程组 ,得到平底振荡流边界层立面二维水流数值模型 ,控制方程采用 SMAC法求解 .计算结果与水槽实验的实测资料比较表明 ,该模型能够模拟振荡流边界层流动特性 .并进一步讨论了振荡流边界的紊动特性沿垂线分布和随相位变化的情况 .

振荡流热管汽车散热器传热性能的实验研究

对振荡流热管汽车散热器和管带式铜质汽车散热器进行了实验研究,得到了两种散热器的传热和阻力特性,对比发现振荡流热管汽车散热器具有较好的传热性能,且风阻和水阻均小于管带式铜质汽车散热器,并进行了热平衡误差分析,实验结果对开发新型汽车散热器有一定的指导意义。

用管轴流速确定动脉中血液振荡流的速度剖面

本文通过求解圆管内血液振荡流的基本方程,求得圆管内血液流的速度与压力梯度之间的关系式。文章提出一种利用管轴处流速计算管内压力梯度、进而确定血液振荡流动速度分布的方法。该方法用于检测活体血管内血液振荡流的速度剖面,具有操作简单、精度较高的优点。最后,以人体颈动脉为例,讨论血液周期振荡流的速度分布特性。发现在任意时刻,除了邻近管壁速度迅速降为零之外,沿管截面速度分布相当均匀,呈现出与定常流不同的速度分布特征。

管式振荡流反应器的流动模式研究(Ⅰ)PIV和RTD实验研究

采用粒子成像可视化(PIV)技术研究了管式振荡流反应器(OFR)内的流场形态和混合特点,并采用脉冲进样法测定了OFR在不同振荡条件下的停留时间分布函效。实验结果表明,OFR的混合特性十分复杂,并随振荡强度的变化呈现出不同的特征。振荡强度较低时,振荡使得OFR径向混合加强,减少了滞留区, 流体的流动趋于平推流;振荡强度较高时,腔室内布满数目、尺寸和位置不断变化的漩涡,使每个腔室趋向于全混,腔室间的返混增大。实验数据与多级串联全混釜模型的比较结果显示,OFR的混合特性远非简单流动模式模型所能表征。

木材干燥的振荡流热管换热器设计与试验

设计了自激振荡流热管换热器余热回收系统并进行了试验,考察了湿空气和操作参数对热回收效率的影响。试验结果表明,自激振荡流热管换热器能够满足高湿废气余热回收的要求,在给定的操作条件下,系统的热回收效率高于18%。

弹性地基上输送振荡流粘弹性管道的动力稳定性

基于线粘弹性理论,建立了弹性地基上输送振荡流粘弹性管道的运动微分方程,采用Galerkin法和解初值问题的Runge-Kutta法对含有周期系数的偏微分方程进行了求解。根据Floquet理论,研究了材料的量纲一延滞时间、量纲一流速以及量纲一刚度比对输送振荡流Kelvin-Voigt粘弹性管道动力不稳定区域的影响,给出了在这些参数变化时,频率比与激励参数平面上管道的动力稳定性区域和不稳定区域。