掺气泡对空泡影响的高速摄影分析

为解决高速水流空化产生的空蚀破坏,常在低压区或易发生空蚀部位上游设置掺气设施强迫掺气,而高速水流掺气减蚀的机理涉及空泡动力学问题.通过在直流式水洞中用高速摄影技术对半圆柱突体的空化特性进行观察分析,测量了半圆柱突体后空化区不同直径掺气孔及掺气体积分数下压力和空化数的变化.揭示了半圆柱突体后空化云的形态、随流运动的演变情况,不同直径掺气泡对空化云及空泡和掺气泡相互作用的影响.试验结果表明在流速v=11.67 m/s,掺气量分别为0.6,0.8,1.0 m3/h的情况下,高10 mm,底部直径为6 mm的半圆柱突体后2 mm掺气孔的空化数会达到最大值,并且最佳掺气孔径会随掺气体积分数的增加而减小.

不同半径掺气泡对空泡泡壁压力影响的数值研究

通过考虑含有一定量蒸汽的空泡和掺入一个大气压空气的掺气泡之间的相互作用,在黏性可压缩液体中建立了空泡与掺气泡相互作用的耦合方程组模型,研究了不同掺气泡半径变化对空泡泡壁压力的影响,并进行了数值计算。计算结果表明:在同一个掺气泡初始半径下,空泡含气量越小,溃灭时泡壁最大压力越高。随着掺气泡初始半径的增大,空泡泡壁的最大压力先增大后减小,最大压力出现极值,此极值使空泡在压力升高区溃灭时能阻止空泡被过度压缩,减少了空蚀破坏能力,表明在空泡与掺气泡相互作用的掺气减蚀研究中掺气泡有最佳半径值。

基于数字图像处理的掺气水流气泡分布研究

通过试验室研究,借助高速数码摄像机,结合VC高级编程技术,开发掺气水流气泡分析软件,提出一种自动识别水气两相流中气泡的数字图像处理方法,为图像处理技术与水气两相流实测研究相结合的尝试和探索。研究成果将提高对高速水流掺气机理的认识,为今后进一步深入研究图像处理技术在水流流场特别是高速水气两相流流场测量中的应用打下良好的基础,对提高掺气浓度的测量水平和精度,进而提高水力模型试验水平、满足工程设计要求等都具有较高的学术意义和实用价值。

河道淤泥气泡混合土工程性质试验研究

河道淤泥气泡混合土(FMLSS)是一种具有轻质、高强度及良好流动性的新型工程材料,工程应用广泛。基于此,利用包括密度、强度与固结等物理力学试验方法,考察了FMLSS在不同水泥掺入比、气泡掺入比、含水量及养护龄期条件下的物理力学性质。试验结果表明:FMLSS具备良好的轻质性,其密度、强度与变形等物理力学性质主要受水泥掺入比、气泡掺入比及含水量等因素的影响,其中不同因素交叉作用的影响不可忽略;此外FMLSS的强度与刚度作用的发挥还受养护龄期的影响,且与养护龄期呈较好的双曲线关系;在承受外荷载作用时,FMLSS表现出良好的抵抗变形能力。研究结果表明FMLSS具有良好的工程适用性及应用前景。

石灰华沉积机制的实验研究

文章提出了高速水流所产生的气泡效应和射流效应对石灰华沉积的影响，并分别对掺气气泡及射流水沫对石灰华沉积的影响进行了实验研究。有关薄水效应对掺气水流中石灰华沉积所起的作用也加以简述。